Задачи и упражнения по функциональному анализу. Баранов И.В - 17 стр.

UptoLike

Рубрика: 

9. Доказать, что если
=
=
0
)(
!
)0(
)(
k
k
k
z
k
f
zf целая функция
=
0
!
)0(
lim
)(
k
k
k
k
f
, то матричный ряд
=0
)(
!
)0(
k
k
k
A
k
f
сходится
абсолютно в банаховом пространстве
nn
M
×
.
10. Вычислить производную Фреше следующих отображений:
а)
RRF
3
1
: ,
3
3
2
21321
),,( xxxxxxF ++= в точке )1,1,1( .
б)
3
2
: RRF , },cos,{sin)(
t
t
t
t
F
π
π
= в точке 1
=
t
.
в)
32
3
: RRF ,
{
}
111
,cos,sin),(
2221
xxx
exexexxF
ππ
= в точке )1,1( .
г)
23
4
: RRF ,
{
321
2
3
2
2
2
1321
,4),,( xxxxxxxxxF ++= в точке
)1,1,1( .
11. Вычислить производную Фреше сложного отображения:
а)
RRFF :
21
o в точке 1
=
t
.
б)
33
12
: RRFF o
в точке )1,1,1(
=
t
.
в)
22
34
: RRFF o
в точке )1,1( .
г)
33
43
: RRFF o в точке )1,1,1( .
12. Найти производную оператора в точке
0
u
а)
],0[],0[
:sin)(
ππ
CCuuF = , xxu cos)(
0
=
.
б)
],0[],0[
:cos)(
ππ
CCuuF = , xxu sin)(
0
=
.
в)
]1,0[]1,0[
:)( CCeuuF
ux
+=
, 0)(
0
xu .
г)
]1,0[]1,0[
2
:)()( CCushuxuF += , 0)(
0
xu .
д) функционала
Φ=
1
0
))(),(,()( dttxtxtx
ϕ
на пространстве
1
]1,0[
C
непрерывно дифференцируемых на
]1,0[ , обращающихся в ноль в точках
0=
t
,
1=
t
.
13. Вычислить градиент нормы
),( = на элементе
0
x в гильбертовом
пространстве.
                                                                 ∞   f ( k ) (0) k
9.     Доказать,                 что        если       f ( z) = ∑               z         –   целая         функция
                                                                k =0     k  !
⎛         f ( k ) ( 0)     ⎞
⎜       k                  ⎟                                                        ∞   f ( k ) (0) k
⎜  lim                 = 0 ⎟ , то матричный ряд                                     ∑              A        сходится
⎜ k → ∞       k!           ⎟                                                       k =0     k!
⎝                          ⎠
абсолютно в банаховом пространстве M n×n .

10. Вычислить производную Фреше следующих отображений:
             3                                                       2         3
а) F1 : R → R , F ( x1 , x 2 , x3 ) = x1 + x 2 + x3 в точке (1,1,1) .
                             3
б) F2 : R → R , F (t ) = {sin πt , cos πt , t}                               в точке t = 1.
                 2               3
в) F3 : R → R , F ( x1 , x 2 ) = e                       { x sin πx2 , e x cos πx2 , e x } в точке (1,1) .
                                                            1                 1                1

                 3               2
г) F4 : R → R , F ( x1 , x 2 , x3 ) =                        { 4− x      2
                                                                         1                              }
                                                                             + x 22 + x32 , x1 x 2 x3 в точке
     (1,1,1) .
11. Вычислить производную Фреше сложного отображения:
а) F1 o F2 : R → R в точке t = 1.
                         3              3
б) F2 o F1 : R → R в точке t = (1,1,1) .
              2   2
в) F4 o F3 : R → R в точке (1,1) .
                         3              3
г) F3 o F4 : R → R в точке (1,1,1) .
12. Найти производную оператора в точке u 0
а) F (u ) = sin u : C[ 0,π ] → C[ 0,π ] , u 0 ( x) = cos x .
б) F (u ) = cos u : C[ 0,π ] → C[ 0,π ] ,                       u 0 ( x) = sin x .
                             ux
в) F (u ) = u + e                    : C[0,1] → C[0,1] ,         u 0 ( x) ≡ 0 .
                     2
г) F (u ) = x u + sh(u ) : C[ 0,1] → C[ 0,1] ,                           u 0 ( x) ≡ 0 .
                                                   1
д) функционала                         ϕ ( x) = ∫ Φ (t , x(t ), x ′(t ))dt на пространстве C[10,1]
                                                   0
непрерывно дифференцируемых на [0,1] , обращающихся в ноль в точках
t = 0 , t = 1.
13. Вычислить градиент нормы ⋅ = (⋅,⋅) на элементе x0 в гильбертовом
пространстве.