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20世纪20年代,文献[1]提出并证明了著名的Banach压缩映象原理.文献[2]提出了b-度量空间的概念,众多学者深入研究了b-度量空间中新型压缩映象及不动点问题.
定义1[3] 设
$\mathscr{A}$ 为代数空间,共轭线性映射a|→a*.若∀a,b∈$\mathscr{A}$ ,有:则称该映射为a*-代数映射,数对(
$\mathscr{A}$ ,*)是a*-代数空间.定义2[3] 设(
$\mathscr{A}$ ,*)是完备的单位赋范a*-代数空间.若∀a∈$\mathscr{A}$ ,有则称(
$\mathscr{A}$ ,*)为巴拿赫a*-代数空间.定义3[3] 若在巴拿赫a*-代数空间(
$\mathscr{A}$ ,*)上,∀a∈$\mathscr{A}$ ,有则称
$\mathscr{A}$ 是C*-代数空间.∀a∈
$\mathscr{A}$ ,有a=a*且σ(a)⊂$\mathbb{R}$ +,其中则称a为
$\mathscr{A}$ 中的正元素,用$\mathscr{A}$ +表示正元素的集合.对
$\mathscr{A}$ 中的正元素定义偏序‘$\succcurlyeq$ ’:b$\succcurlyeq$ a当且仅当b-a∈$\mathscr{A}$ +.若a∈$\mathscr{A}$ +,即a$\succcurlyeq$ 0$\mathscr{A}$ ,其中0$\mathscr{A}$ 表示$\mathscr{A}$ 中的零元.因此注1[3] C*-代数空间
$\mathscr{A}$ 中的任意正元素都有唯一正平方根,${\left( {{a^ * }a} \right)^{\frac{1}{2}}} = \left| a \right|.$ 定义4[4] 设
$\mathscr{A}$ 为C*-代数空间,X是非空集合,映射d:X×X→$\mathscr{A}$ +.若∀x1,x2,x3∈$\mathscr{A}$ ,有:(T1) d(x1,x2)=0
$\mathscr{A}$ 当且仅当x1=x2;(T2) d(x1,x2)=d(x2,x1);
(T3) d(x1,x2)
$\preccurlyeq$ d(x1,x3)+d(x3,x2).成立,则称(X,
$\mathscr{A}$ ,d)是C*-代数值度量空间.定义5[3] 设
$\mathscr{A}$ 为C*-代数空间,X是非空集合.设b∈$\mathscr{A}$ 且‖b‖≥1,映射d:X×X→$\mathscr{A}$ +.若∀x1,x2,x3∈$\mathscr{A}$ ,有:(BM1) d(x1,x2)=0
$\mathscr{A}$ 当且仅当x1=x2;(BM2) d(x1,x2)=d(x2,x1);
(BM3) d(x1,x2)
$\preccurlyeq$ b[d(x1,x3)+d(x3,x2)].成立,则称(X,
$\mathscr{A}$ ,d)是C*-代数值b-度量空间.定义6[3] 设(X,
$\mathscr{A}$ ,d)是C*-代数值b-度量空间,{xn}为X中的任一序列,x∈X.(ⅰ)若∀ε>0,存在N∈
$\mathbb{N}$ ,使得当n>N时,有则称序列{xn}收敛到点x.即
(ⅱ)若∀ε>0,存在N∈
$\mathbb{N}$ ,使得当n,m>N时,有则称序列{xn}是X中的柯西列.
(ⅲ)若X中每个柯西列都在(X,
$\mathscr{A}$ ,d)中收敛,则称(X,$\mathscr{A}$ ,d)是完备的C*-代数值b-度量空间.定义7[3] 设(X,
$\mathscr{A}$ ,d)是C*-代数值b-度量空间,T:X→X,若存在常数a∈$\mathscr{A}$ ,‖a‖<1,使得则称T是X上的压缩映象.
文献[4-5]在C*-代数值度量空间上证明Banach了压缩映象原理.文献[6]研究了有关C*-值压缩映象的不动点理论.随后文献[3]对C*-代数值度量空间与b-度量空间进行推广,定义了C*-代数值b-度量空间,并证明了在C*-代数值b-度量空间中满足d(Tx,Ty)≤a*d(x,y)a的压缩映象的不动点的存在性与唯一性.
本文在C*-代数值b-度量空间中引入新的压缩映象,并对该压缩映象证明了不动点的存在性与唯一性.结果如下:
定理1 设(X,
$\mathscr{A}$ ,d)是一个完备C*-代数值b-度量空间,压缩映象T:X→X.若∀x,y∈X,存在a∈$\mathscr{A}$ ,‖a‖<1且‖b‖‖a‖2<1,有其中mi为非负实数(i=1,2,3),且m1+m2+m3≤1,则T有唯一不动点.
证 若
$\mathscr{A}$ ={0$\mathscr{A}$ },定理1成立.不失一般性,设$\mathscr{A}$ ≠{0$\mathscr{A}$ },任取x0∈X,定义迭代序列xn+1=Txn,且有xn=Tnx0(∀n∈$\mathbb{N}$ ).由压缩条件(1) 有
下记d(xn,xn+1)=Dn.因‖a‖<1,则
整理得
令
因:
则
因此有
即
∀m,n∈
$\mathbb{N}$ ,m>n,由‖b‖≥1及(BM3),有又有
因
且‖b‖‖a‖2<1,则有
因此
于是得到
因此{xn}为柯西序列.由(X,
$\mathscr{A}$ ,d)的完备性,存在x∈X,有xn→x→(n→∞).故有下证x为T的不动点.因为
两边取极限,有
由:
则有
(2) 式只有当d(Tx,x)=0
$\mathscr{A}$ 时成立,因此有即x为T的不动点.
下证x是唯一的不动点.设y是T的另一个不动点,有Tx=x≠y=Ty,则
由|m1|≤1,‖a‖<1,则有
(3) 式当且仅当d(x,y)=0
$\mathscr{A}$ 时成立.因此综上所述,x为T的唯一不动点.
注2 令
$\mathscr{A}$ =$\mathbb{R}$ ,C*-代数值b-度量空间就变成了b-度量空间,由定理1可直接得到b-度量空间中的Banach压缩定理.令定理1中m1=1,m2=m3=0即可得如下推论1,也就是文献[3]中的定理2.1:
推论1[3] 设(X,
$\mathscr{A}$ ,d)是一个完备C*-代数值b-度量空间,压缩映象T:X→X.若∀x,y∈X,存在a∈$\mathscr{A}$ ,‖a‖<1且‖b‖‖a‖2<1,有则T有唯一不动点.
On the Existence and Uniqueness of Fixed Points in C*-Algebra-Valued b-Metric Spaces
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摘要: 在C*-代数值b-度量空间中引进新的压缩映象,并对该压缩映象证明了不动点的存在性与唯一性.
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关键词:
- C*-代数 /
- C*-代数值b-度量空间 /
- 不动点
Abstract: In this paper, we introduce a class of new contraction mapping into C*-algebra-valued b-metric spaces, and prove a new result concerning the existence and uniqueness of fixed points in such spaces.-
Key words:
- C*-algebra /
- C*-algebra-valuedb-metricspace /
- fixedpoint .
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[1] doi: https://www.researchgate.net/publication/280600087_Fixed_points_of_multivalued_a_-admissible_mappings_and_stability_of_fixed_point_sets_in_metric_spaces BANACH S. Sur Les Opérations Dans Les Ensembles Abstraits et Leurs Applictions Aux quations Intégrals [J]. Fundam Math, 1922(3): 133-181. [2] doi: https://www.researchgate.net/publication/295083971_Optimal_Approximate_Solution_for_ab_g-Contraction_Mappings_in_Metric_Spaces_with_Applications CZERWIK S. Contraction Mappings in b-Metric Spaces [J]. Acta Mathemaic Et Informatica Universitis Ostraviensis, 1993, 1(1): 5-11. [3] KAMRAN T, POSTOLACHE M A, GHIURA S, et al. The Banach Contraction Principle in C*-Algebra-Valued b-Metric Spaces with Application [J]. Fixed Point Theory and Appl, 2016, 2016(1): 1-7. doi: 10.1186/s13663-015-0491-2 [4] doi: https://www.researchgate.net/publication/286009948_C-algebra-valued_metric_spaces_and_related_fixed_point_theorems MA Z, JIANG L, SUN H. C*-Algebra Valued Metric Spaces and Related Fixed Point Theorems [J]. Fixed Point Theory Appl, 2014, 206: 1-11. [5] doi: https://www.researchgate.net/publication/287346192_Fixed_point_theorems_on_operator-valued_metric_space MA Z H, JIANG LN, XIN Q L. Fixed Point Theorems on Operator-Valued Metric Space [J]. Beijing Inst Techol, 2014, 34(10): 1078-1080. [6] BATUL S, KAMRAN T. C*-Valued Contractive Type Mappings [J]. Fixed Point Theory and Applications, 2015, 2015(1): 1-9. doi: 10.1186/1687-1812-2015-1 [7] 李健, 邓磊.偏b-度量空间中的公共不动点定理[J].西南大学学报(自然科学版), 2015, 37(8): 87-91. doi: http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XNND201508015.htm -
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