问答题
设X是由变元为t的常系数一元多项式组成的线性空间。对P∈X,
p(t)=a0+a1t+…+antn,
定义
‖P‖=sup{|P(t)|:0≤t≤1}, ‖P‖=|a0|+|a1|+…+|an|
证明‖·‖和‖·‖1都是X上的范数,且对每个P∈X有‖P‖≤‖P‖1,再证明不存在常数α,使得对所有的P∈X有‖P‖1≤α‖P‖
【正确答案】很清楚‖·‖是c[0,1]上的上确界范数且X是C[0,1]的子空间,X的任一个元素都是由它的系数组成的有限序列{aj)来确定的。‖P‖1正好是这个序列的l1范数。所以‖·‖和‖·‖1都是X上的范数。
若P(t)=a0+a1t+…+antn,则对0≤t≤1,有
|p(t)|≤|a0|+|a1|t+…+|an|tn≤|a0|+|a1|+…+|an|=‖P‖1
为了证明问题中所说的α的不存在,设
P(t)=1-t+t2-…-t2n-1
对0≤t≤1,我们有
P(t)=(1-t)+t2(1-t)+…+t2n-2(1-t)≥0,
P(t)=1-t(1-t)-…-t2n-3(1-t)-t2n-1≤1
因为P(0)=1,所以有
‖P‖=sup{|P(t)|:0≤t≤1}=1,
又因为‖P‖1=1+1…+1=2n,所以若‖P‖1>α‖P‖,则必有2n>α,所以对任意α,都能找到多项式p(t)使得‖P‖1>α‖P‖
【答案解析】