WikiDer > Теорема Маркова – Какутани о неподвижной точке

Markov–Kakutani fixed-point theorem

В математика, то Теорема Маркова – Какутани о неподвижной точке, названный в честь Андрей Марков и Шизуо Какутани, утверждает, что коммутирующее семейство непрерывных аффинные отображения себя из компактное выпуклое подмножество в локально выпуклое топологическое векторное пространство имеет общую фиксированную точку.

утверждение

Позволять E - локально выпуклое топологическое векторное пространство. Позволять C - компактное выпуклое подмножество E. Позволять S быть коммутирующей семьей самоотображений Т из C которые являются непрерывными и аффинными, т. е.Т(tx +(1 – т)y) = tT(Икс) + (1 – т)Т(y) для т в [0,1] и Икс, y в C. Тогда отображения имеют общую неподвижную точку вC.

Доказательство единственного аффинного отображения на себя

Позволять Т - непрерывное аффинное отображение C.

Для Икс в C определить другие элементы C от

поскольку C компактна, есть сходящаяся подсеть в C:

Чтобы доказать, что y - неподвижная точка, достаточно показать, что ж(Ty) = ж(y) для каждого ж в двойном E(Двойственный разделяет точки по теореме Хана-Банаха; здесь используется предположение о локальной выпуклости.)

поскольку C компактна, |ж| ограничен C положительной постоянной M. С другой стороны

Принимая N = Nя и переходя к пределу при я уходит в бесконечность, отсюда следует, что

Следовательно

Доказательство теоремы

Множество неподвижных точек одиночного аффинного отображения Т - непустое компактное выпуклое множество CТ по результату для одного отображения. Другие отображения в семье S ездить с Т так что оставь CТ инвариантный. Применяя результат для одного отображения последовательно, следует, что любое конечное подмножество S имеет непустое множество неподвижных точек, заданное как пересечение компактных выпуклых множеств CТ так как Т колеблется над подмножеством. От компактность из C следует, что множество

непусто (компактно и выпукло).

использованная литература

  • Марков, А. (1936), "Теоретические теории на абельских ансамблях", Докл. Акад. АН СССР, 10: 311–314
  • Какутани, С. (1938), "Две теоремы о неподвижной точке о бикомпактных выпуклых множествах", Proc. Imp. Акад. Токио, 14: 242–245
  • Рид, М .; Саймон, Б. (1980), Функциональный анализ, Методы математической физики, 1 (2-е исправленное издание), Academic Press, стр. 152, ISBN 0-12-585050-6