问答题 设H为Hilbert空间,T∈BL(H)。若T为非零且为自伴的。求证:Tn为非零自伴的。
【正确答案】若A和B自伴且AB=BA,则
   (AB)*=B*A*=BA=AB,
  从而AB为自伴的。由此可知若T自伴,则任取n≥1,Tn也自伴。
   若T自伴且T2(x)=0,则
   <Tx,Tx>=<T*Tx,x>=<T2x,X>=0,
  因此有Tx=0。所以若T非零且为自伴的,则T2为非零自伴的。由归纳法知若n=2j,j=1,2,…,则Tj为非零自伴的。若2j<n<2j+1,设m=2j,r=n-m。则
   <Tnx,Tm-rx>=<Tn-1x,T*Tm-rx>=<Tn-1x,Tm-r+1x>
   通过r次上述运算有
   <Tnx,Tm-rx>=<Tn-1x,Tm-rx>=<Tmx,Tmx>
  因此若Tn(x)=0,则Tm(x)=0。因此若Tm非零,则Tn也非零对n=m+r,1≤r≤m成立。这就完成了证明。
【答案解析】