数学笔记(1)——映射压缩原理
1、定义
压缩映射:设R为完备度量空间,A为R到其本身的映射,如果存在数< 1使得对于R中任意两点x,y满足不等式:
则称A为压缩映射或者压缩。
不动点:如果Ax=x,则x为映射A的不动点。
2、定理
在完备度量空间定义的任一压缩映射有且仅有一个不动点。
3、关于定理的证明及其思考
在柯尔莫戈洛夫的《函数论与泛函分析初步》中,这个定理的证明思路如下:1)存在性,在一个完备度量空间中,任意一点,将压缩映射A作用在上,得到一个点列,这个点列是基本列,而在完备度量空间中,它必然收敛,然后证明其极限点即为A的不动点即可;2)唯一性,利用压缩映射定义中的不等式。
问题:为什么是?
一个直观的解答:我们可以先考虑一个有界的度量空间R,在压缩映射A的作用下,R的“体积”是不断变小的,经过无穷次压缩之后,它可以被“压缩"成一个点(这一点可以由其完备性保证)。
以上想法的缺陷:1、无界的完备度量空间的情况如何考虑?2、当我写下这篇文章的时候我还没有想到。
这种想法的应用:
在柯尔莫戈洛夫的书中有一道习题:举例说明对一切x不等于y满足d(Ax,Ay)小于d(x,y)的映射A,可能连一个不动点都没有。我们找一个映射,使之不能把度量空间的体积变小即可。