证明Banach空间X是严格凸的当且仅当对任意x*∈X*,x*≠θ,若z1,z2∈X,‖z1‖=‖z2‖=1使(x*,z1)=(x*,z2)=(x*,x),则必有z1=z2.
设X是K上的赋范线性空间,S={x∈X:‖x‖≤1}。设g:S→K是一个映射,使得
g(kx+y)=kg(z)+g(y), (4)
其中x,y和kx+y属于S,k在中。证明g能唯一地延拓到X上的线性泛函f。再证明f是连续的当且仅当g是连续的。
设X是赋范空间,x,Y∈X,‖x‖=‖y‖=1,x≠Y。证明:若X是严格凸的,则对0<t<1,
‖tx+(1-t)y‖<1 (5)
再证明若任取x,y∈X,‖x‖=‖y‖=1,且x≠y时,都存在0<t<1,使得(5)式成立,则X是严格凸的。
设Y是赋范空间X的闭子空问。证明xn+Y→x+y当且仅当存在Y中的序列{yn)使得xn+yn→x∈X
设E是赋范空间X的子集,Y=spanE,a∈X。证明当且仅当对所有在E上恒为0的f∈X’'有f(a)=0。
设X是赋范空间,xα∈X,,其中α属于某个指标集A。证明在X'中存在f使得f(xα)=kα当且仅当存在M>0使得
其中这些和是有限的,且是对所有可能的来取的。
设X和Y是赋范空间。E是X的有界完备凸子集,是满足下列条件的连续映射F:X→Y的集合:对0<r<1及x,y∈E,
F(rx+(1-r)y)=rF(x)+(1-r)F(y)
证明在E上一致有界当且仅当它在E上逐点有界。
若对赋范空间X中每个非零x,存在X'中唯一的f使得
f(x)=‖x‖, ‖f‖=1, (1)
则称X是光滑的。证明:
(a)若X是光滑的,Y是X的子空间,则Y是光滑的。
(b)若X'是严格凸的,则X是光滑的。