2、),于是dxydxzdzy(,)≥−(,)(,)和dxydzydxz(,)≥−=(,)(,)−−[(,)dxzdzy(,)]这样dxy(,)
3、(,)≥−dxzdzy(,)
4、。∞()kk()()k2.证明:任取X的一个Cauchy序列{x=(,,,)ξξ"ξ},由kn12k=1∞()k(0)limdxx(−=)0及知道{ξ}为Cauchy数列,因此存在ξ∈R使∞kliikl,→∞k=1()k(0)limξξ==,in1,2,",。iik→∞(0)(0)(0)记x=(,,,)ξξ"ξ。对任意ε>0,由上式,存在自然数N使得当kN>时,012n()k(0)
5、
6、ξξε−<=,in1,2,",。这样
7、就当kN>时,有dxx(,)<ε,即有ii∞k0limdxx(,)=0。所以(,)Xd是完备的。∞k0∞k→∞3.证明:对任意的α=(,)xy与α=(,)xyXY∈×,令111222dd(,)αα=+(,)xxd(,)yy;112XY121222dd(,)αα=+(,)xxd(,)yy212XY1212可以验证d与d均是X×Y的度量。12关于d的验证很容易,略去,我们仅验证d。12对于任意的α=(,)xy,α=(,),xyxα=∈(,)yX×Y,111222333d(,)0αα≥,d(,)0ααα=⇔=α,dd(,)ααα=(,)α是显然的。21221212212221222dd(,)αα
8、=+(,)xxd(,)yy212XY121222≤+++()dxxdxxXX(,)13(,)32()dyydyyYY(,)13(,)322222≤++++dxxdxxdyydyy(,)(,)(,)(,)2(,)(,)2(,)(,)dxxdxx+dyydyyXXYY13321332X13XY3113Y312222≤+++dxxdxxdyydyy(,)(,)(,)(,)XXYY133213321/21/22222++2(,)(,)()dxxdyyXY1313()dxxdyyXY(,)(,)32+3221/21/22222=+++(()dxxdyyXY(13,)(13,)()dxxdyyXY(3
9、2,)(32,))2=+()dd213(,)(,)αα232αα所以ddd(,)ααα≤+(,)(,)ααα。这样d为X×Y上的一个度量(距离)。21221323224.证明:对于任意的x(),()tytCab∈[,],及λ∈F,b(i)qx()0≥,且当qx()=∫
10、()
11、xtdt=0时,可知x()0,ta=≤≤tb,即x=0。abb(ii)q(λλλx)===∫∫
12、xt()
13、dt
14、
15、
16、()
17、xtdt
18、
19、()λqx;aabbb(iii)qxy(+=)∫∫
20、()xtytdt+()
21、≤
22、()
23、xtdt+∫
24、()
25、ytdtqxqy=+()()。aaa所以q为空间Cab[,]上的一个范数。
26、
27、
28、
29、
30、∞∞5.证明:设范数为
31、
32、
33、
34、。任取{}f()xK⊂使得f()xf→∈()xC[,]ab。由于∞nn=1n
35、()()
36、
37、fxfxff−≤−
38、
39、
40、,x∈[,]ab。nn∞所以,对任意的x∈[,]ab,limf()xfx=(),由于fx()0≥,对nxa≥∈1,[,]b,nnn→∞所以fx()0≥,对x∈[,]ab,即有f∈K。这样K就是闭集。6证明:不妨设X是非平凡的,即含有非零向量。对于任意的nm,1≥,由
41、
42、x−≥−xxx
43、
44、
45、
46、
47、
48、
49、
50、
51、
52、
53、
54、可知道,{
55、
56、x
57、
58、}是一个Cauchy数列,令lim
59、
60、x
61、
62、=λ。若nmnmnnλλ=0,取x=θ,就有limx=x。当λ≠0,任取x'∈
63、X,x'≠θ,令x=x',nn→∞
64、
65、'
66、
67、x则
68、
69、
70、
71、x=λ,则limx=x。nn→∞∞∞7.证明:(1)任取子列{x}⊂{}x和{yy}⊂{},对于任意的ε>0,由nnkk=1mnkk=1lim
72、
73、xy−=
74、
75、0,存在自然数N使得当kN>时,
76、
77、xy−
78、
79、<ε。nnkkn→∞由于nmk→∞,()→∞→∞,所以存在自然数K使得当kK>时,kknNmN>>,,从而
80、
81、xy−<
82、
83、ε。所以lim
84、
85、xy−
86、
87、0=,即这两个