习题 2.21
设 为赋范空间, 为线性算子. 求证: 不为连续映射当且仅当存在 , 使得 , 但 .
解答
解答使用 DeepSeek v3.2 Speciale 生成
证明
设 和 为赋范空间, 为线性算子。
充分性(⇐):
若存在序列 使得 但 ,则 不连续。
这是因为若 连续,则由 可得 ,从而 ,与 矛盾。
必要性(⇒):
设 不连续。对线性算子而言,连续性等价于有界性,故 无界,即
特别地,对每个 ,取 ,存在 , ,使得
令 ,则 ,且
再定义
于是
而
因此存在序列 满足 且 。
综上, 不是连续映射当且仅当存在 使得 而 。 ∎