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C*代数值b度量空间中不动点的存在性与唯一性

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黄链, 邓磊. C*代数值b度量空间中不动点的存在性与唯一性[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2017, 39(2): 55-59. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2017.02.010
引用本文: 黄链, 邓磊. C*代数值b度量空间中不动点的存在性与唯一性[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2017, 39(2): 55-59. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2017.02.010
Lian HUANG, Lei DENG. On the Existence and Uniqueness of Fixed Points in C*-Algebra-Valued b-Metric Spaces[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2017, 39(2): 55-59. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2017.02.010
Citation: Lian HUANG, Lei DENG. On the Existence and Uniqueness of Fixed Points in C*-Algebra-Valued b-Metric Spaces[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2017, 39(2): 55-59. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2017.02.010

C*代数值b度量空间中不动点的存在性与唯一性

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(11226228)
详细信息
    作者简介:

    黄链(1988-), 女, 四川泸州人, 硕士研究生, 主要从事非线性泛函分析的研究 .

    通讯作者: 邓磊, 教授
  • 中图分类号: O177.91

On the Existence and Uniqueness of Fixed Points in C*-Algebra-Valued b-Metric Spaces

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-08
  • 刊出日期:  2017-02-20

C*代数值b度量空间中不动点的存在性与唯一性

    通讯作者: 邓磊, 教授
    作者简介: 黄链(1988-), 女, 四川泸州人, 硕士研究生, 主要从事非线性泛函分析的研究
  • 西南大学 数学与统计学院, 重庆 400715
基金项目:  国家自然科学基金项目(11226228)

摘要: 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.

English Abstract

  • 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∀ab $\mathscr{A}$ ,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 $\mathscr{A}$ C*-代数空间.

    a $\mathscr{A}$ ,有a=a*σ(a)⊂ $\mathbb{R}$ +,其中

    则称a $\mathscr{A}$ 中的正元素,用 $\mathscr{A}$ +表示正元素的集合.

    $\mathscr{A}$ 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 $\mathscr{A}$ C*-代数空间,X是非空集合,映射dX×X $\mathscr{A}$ +.若∀x1x2x3 $\mathscr{A}$ ,有:

    (T1) d(x1x2)=0 $\mathscr{A}$ 当且仅当x1=x2

    (T2) d(x1x2)=d(x2x1);

    (T3) d(x1x2) $\preccurlyeq$ d(x1x3)+d(x3x2).

    成立,则称(X $\mathscr{A}$ d)是C*-代数值度量空间.

    定义5[3] 设 $\mathscr{A}$ C*-代数空间,X是非空集合.设b $\mathscr{A}$ 且‖b‖≥1,映射dX×X $\mathscr{A}$ +.若∀x1x2x3 $\mathscr{A}$ ,有:

    (BM1) d(x1x2)=0 $\mathscr{A}$ 当且仅当x1=x2

    (BM2) d(x1x2)=d(x2x1);

    (BM3) d(x1x2) $\preccurlyeq$ b[d(x1x3)+d(x3x2)].

    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,xX.

    (ⅰ)若∀ε>0,存在N $\mathbb{N}$ ,使得当nN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nmN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,TXX,若存在常数a $\mathscr{A}$ ,‖a‖<1,使得

    则称TX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(xy)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TXX.若∀xyX,存在a $\mathscr{A}$ ,‖a‖<1且‖b‖‖a2<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.

     若 $\mathscr{A}$ ={0 $\mathscr{A}$ },定理1成立.不失一般性,设 $\mathscr{A}$ ≠{0 $\mathscr{A}$ },任取x0X,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(xnxn+1)=Dn.因‖a‖<1,则

    整理得

    因:

    因此有

    mn $\mathbb{N}$ mn,由‖b‖≥1及(BM3),有

    又有

    且‖b‖‖a2<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xX,有xnx→(n→∞).故有

    下证xT的不动点.因为

    两边取极限,有

    由:

    则有

    (2) 式只有当d(Txx)=0 $\mathscr{A}$ 时成立,因此有

    xT的不动点.

    下证x是唯一的不动点.设yT的另一个不动点,有Tx=xy=Ty,则

    由|m1|≤1,‖a‖<1,则有

    (3) 式当且仅当d(xy)=0 $\mathscr{A}$ 时成立.因此

    综上所述,xT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TXX.若∀xyX,存在a $\mathscr{A}$ ,‖a‖<1且‖b‖‖a2<1,有

    T有唯一不动点.

参考文献 (7)

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