【正确答案】在X中取非零元a。存在f∈X'使得f(n)=‖a‖且‖f‖=1。为了证明Y是Banach空间,设{yn}是Y中的柯西列。定义Fn:X→Y为
Fn(x)=f(x)yn, x∈X
由于f是线性的,所以Fn是线性的且
‖Fn(x)‖=|f(x)‖|yn‖≤‖f‖‖yn‖‖x‖,x∈X,
因此有Fn∈BL(X,Y)。进而对所有x∈X及n,m≥1有
‖Fn(x)-Fm(x)‖=‖f(x)(yn-ym)‖=|f(x)‖|yn-ym‖
≤‖f‖ ‖x‖ ‖yn-ym‖
所以
‖Fn-Fm‖≤‖f‖ ‖yn-ym‖=‖yn-ym‖
这就证明了{Fn}是BL(X,Y)中的柯西列。因此在BL(X,Y)的范数下它收敛到某个F。
所以
‖Fn(a)-F(a)‖≤‖Fn-F‖ ‖a‖→0
即‖a‖yn=f(a)yn=Fn(a)→F(a)。这就证明了{yn}收敛到Y中的(1/‖a‖)F(a)。这就完成了证明。
【答案解析】