设 H 为内积空间,证明 xn→x⟺xn⇀x 且 ∥xn∥→∥x∥。
由 xn→x,则 ∀f∈X′,n→∞limf(xn)=f(x),即 xn⇀x。
由 xn→x,则 ∥xn−x∥→0,则 ∥xn∥→∥x∥。
∥xn−x∥2=⟨xn−x,xn−x⟩=⟨xn,xn⟩−⟨xn,x⟩−⟨x,xn⟩+⟨x,x⟩
由 xn⇀x,则 ⟨xn,x⟩→⟨x,x⟩,⟨x,xn⟩→⟨x,x⟩,故上式进一步有
∥xn−x∥2=⟨xn,xn⟩−⟨x,x⟩=∥xn∥2−∥x∥2→0
从而 xn→x。