问答题 设Y为Hilbert空间H的闭子空间。求证X/Y线性等距同构于Y
【正确答案】设Z=Y。定义T:Z→X/Y为
   T(z)=z+Y,  z∈Z
    关系式
   k(z1+Y)+(z2+Y)=kz1+z2+Y
   说明T为线性算子若z∈Z使得T(z)为X/Y的零元,则有z∈Y,从而z=0,这是由于Y∩Z=Y∩Y={0}。这证明了T为单射。若x+y为X/Y中任一元,则有
   x=y+z,  y∈Y,  z∈Y=Z,
    我们有
   x+Y=y+z+Y=z+Y=T(z)
    因此T为满射。
   若z∈Z。任取y∈Y有<y,z>=0,从而
   ‖y+z‖2=‖y‖2+‖z‖2≥‖z‖2
   所以
   inf{‖z+y‖:Y∈Y}=‖z‖,
   即‖z+Y‖=‖z‖。这说明T为等距。所以T为从Z到X/Y的一一线性等距。
【答案解析】