问答题
证明:若赋范空间中的一个有界线性泛函的保范延拓不唯一,则所有保范延拓的基数不小于连续统的基数.
【正确答案】[证明]设f0是赋范空间X的子空间E上的有界线性泛函.由题设,其保范延拓不唯一.不妨设f1,f2∈X*是f0的保范延拓,f1≠f2.记fα=αf1+(1-α)f2,α∈(0,1).则fα是X上的线性泛函,且对任意x∈E有
fα(x)=αf1(x)+(1-α)f2(x)=αf0(x)+(1-α)f0(x)=f0(x)即每个fα都是f0的延拓,显然应有‖fα‖≥‖f0‖.又由于对每个x∈X,有
|fα(x)|≤[α‖f1‖+(1-α)‖f2]‖x‖
=[α‖f0‖+(1-α)‖f0‖]‖x‖
=‖f0‖‖x‖即‖fα‖≤‖f0‖,故‖fα‖=_‖f0‖,fα∈X*是f0的保范延拓.因为f1≠f2,故a。≠d:时有^.≠fo。(否则由d。f,+(1一a。)fz—azf,+(1一az)f2导致(a·一0:2)(f1-f2)=θ的矛盾).因此由{fα:α∈(0,1)}的势是连续统的势可知f0的所有保范延拓的势不小于连续统的势.
【答案解析】