设 xn 为 Banach 空间 X 中的序列,任取 f∈X′,都有 n=1∑∞∣f(xn)∣<∞。求证:存在常数 M≥0 使得 n=1∑∞∣f(xn)∣≤M∥f∥。
考虑典范映射 J:X→X′′,x↦gx,其中 gx(f)=f(x),∀f∈X′。
令 xN,θ=n=1∑Nθnxn,其中 θn∈S1∪{0},即 ∣θn∣=1,则有
∣gxN,θ(f)∣=∣f(xN,θ)∣=n=1∑Nθnf(xn)≤n=1∑N∣f(xn)∣≤n=1∑∞∣f(xn)∣<∞
则 N≥1sup∥gxN,θ∥<∞。由典范映射的性质,∥gxN,θ∥=∥xN,θ∥,故 N≥1sup∥xN,θ∥<∞。
取 M=N≥1sup∥xN,θ∥,则有
n=1∑N∣f(xn)∣=n=1∑N[sgnf(xn)]f(xn)=n=1∑Nf[sgnf(xn)xn]=f[n=1∑Nsgnf(xn)xn]≤M∥f∥
再令 N→∞,M 即为所求。