Метрикалық кеңістік Табиғаты кез-келген элементтердіңжиынын және функционалын алайық.
Егер келесі үш шарт орындалса
1. және
2.
3. ,
онда түрлендіруін метрика деп атаймыз. -тің қарапайым мысалы ретінде сан осіндегі екіжәненүктелері арасындағы қашықтықты алуға болады.метрикалық кеңістік деп аталады. Келесі функционалдар метриканың мысалдары бола алады:
1. .
2.,, .
3. ,.
4.
Нормаланған кеңістік кез- келген жиын болсын. Егер функционалы келесі шарттарды қанағаттандырса:
1.
2.
3. .
онда - ті норма деп атаймыз,
Норма анықталған жиыны нормаланған кеңістік деп аталады. Нормаланған кеңістігінде теңдігімен метрика енгізуге болады.
- кеңістігі
деп белгілейік. Басқаша айтқанда -аралығында Лебег мағынасында интегралданатын функциялар класы. норма болғандықтан, - нормаланған кеңістік.
- ге тиісті функциялар мысалдары келесідей:
а) егер болса, онда;
б) егер функциясының кесіндісінде тек 1-ші текті үзіліс нүктелері бар болса, онда ;
в) () функциясы болғанда ғана - гетиісті.
Жаттығулар:
4. () функциясы - ның қандай мәндерінде - ге тиісті?
5. () функциясы - тің қандай мәндерінде - ге тиісті?
болсын. Сонда
жиыны нормаланған кеңістік құрайды. Алоның нормасы болады.
Мысалдар:
a) Егер кесіндісінде үзіліссіз функция болса, онда .
б)() функциясы болғанда ғана - ге тиісті болады.
Анықтама 2.1.Егер , екі нормаланған кеңістіктер үшін келесі қатыстар орындалса:
1. ;
2. (мұндағы - -тен тәуелсіз оң тұрақты),
ондакеңістігі У-ке енеді делінеді де ол былайша белгіленеді: .
Лемма 2.1.Егер болса, онда кеңістігі -ге енеді.
Дәлелдеу. Шынында да, егер функциясы кеңістігіне тиісті болса, онда Гельдер теңсіздігі бойынша
.
Ендеше . Лемма дәлелденді.
Енді шексіз аралықта анықталған функциялар жағдайын қарастырамыз. болсын. Анықтама бойынша
.
Мысалдар:
1. () функциясы -ге тиісті болуы үшін шарты орындалуы қажетті және жеткілікті.
2. және функциялары кеңістігіне тиісті емес.
нормаланған кеңістігін қарастырайық:
, .
Мысалдар:
а) Айталық сандары шартын қанағаттандырсын. Онда кеңістігіне келесі функциясы тиісті болады:
б)() кеңістігіне тиісті функцияның тағы бір мысалы:
Жаттығулар: 1. Келесі
функциясы кеңістігіне тиісті болады ма?
2. - ның қандай мәндерінде
функциясы кеңістігіне тиісті болады?
3. Толық сан осінде анықталған функциялардың келесі кеңістігін қарастырайық:
. функциясы кеңістігіне тиісті ме?
4. функциясы кеңістігіне тиісті болады ма?
5. функциясы кеңістігіне тиісті ме?