弗雷德霍姆理論

弗雷德霍姆理論是關於線性積分運算元的基本理論之一,是弗雷德霍姆(Fredholm,E.I.)通過積分方程與線性代數方程組類比的方法(即把線性積分方程看成是“無窮維”線性方程組)於1900年獲得的。

基本介紹

  • 中文名:弗雷德霍姆理論
  • 外文名:Fredholm theory
  • 適用範圍:數理科學
簡介,弗雷德霍姆第一定理,弗雷德霍姆第二定理,弗雷德霍姆第三定理,證明,推廣,

簡介

弗雷德霍姆理論是關於線性積分運算元的基本理論之一。
設G是RN中具有非零測度的可測集,k(x,y):G×G→R1連續,D(λ)是k(x,y)的弗雷德霍姆行列式,D(x,y;λ)是k(x,y)的弗雷德霍姆第一子式,K是由k(x,y)確定的弗雷德霍姆線性積分運算元,即
弗雷德霍姆理論由下列三個基本定理組成:

弗雷德霍姆第一定理

若D(λ)≠0,則方程
對任給的連續函式f(x),都有惟一連續解,且該解可以表為

弗雷德霍姆第二定理

若D(λ)=0,則必存在某正整數r(稱為是λ的指數),使得
有r個線性無關的連續解,並且它的任何連續解都可以表為這r個線性無關解的線性組合。

弗雷德霍姆第三定理

若D(λ)=0,λ的指數為r,則
有連續解的充分必要條件是
其中ψi(x)(i=1,2,...,r)是轉置方程
的r個線性無關連續解。

證明

上述定理是弗雷德霍姆(Fredholm,E.I.)通過積分方程與線性代數方程組類比的方法(即把線性積分方程看成是“無窮維”線性方程組)於1900年獲得的,但他沒有給出嚴格的證明。
弗雷德霍姆理論的嚴格證明是由希爾伯特(Hilbert,D.)在1904-1910年期間給出的。當k(x,y)是平方可積函式時,與上述定理類似的結論也是成立的。

推廣

弗雷德霍姆理論,可以推廣到作用在巴拿赫空間上的全連續運算元方程x=Ax+y上,其中A:E→E是全連續運算元。這一推廣就是泛函分析里斯-紹德爾理論,它分別由里斯(Riesz,F.)和紹德爾(Schaader,J.P.)所提出。

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