Гильбертово пространство это:

Гильбертово пространство
        математическое понятие, обобщающее понятие евклидова пространства на бесконечномерный случай. Возникло на рубеже 19 и 20 вв. в виде естественного логического вывода из работ нем. математика Гильберта в результате обобщения фактов и методов, относящихся к разложениям функций в ортогональные ряды и к исследованию интегральных уравнений. Постепенно развиваясь, понятие «Г. п.» находило все более широкие приложения в различных разделах математики и теоретической физики; оно принадлежит к числу важнейших понятии математики.
         Первоначально Г. п. понималось как пространство последовательностей со сходящимся рядом квадратов (т. н. пространство l2). Элементами (векторами) такого пространства являются бесконечные числовые последовательности
         x = (x1, x2,..., xn,...)
         такие, что ряд x21 + x22 +... + х2n + ... сходится. Сумму двух векторов х + y и вектор λx, где λ — действительное число, определяют естественным образом:
         x + y = (x1 + y1,..., xn + yn,...),
         λx = (λx1, λx2, ..., λxn,...)/
         Для любых векторов х, y ∈ l2 формула
         (x, y) = x1y1 + x2y2 + ... +xnyn + ...
         определяет их скалярное произведение, а под длиной (нормой) вектора х понимается неотрицательное число
        
         Скалярное произведение всегда конечно и удовлетворяет неравенству |(х, у)| ≤ ||x|| ||y||. Последовательность векторов хn называется сходящейся к вектору х, если ||хn—х|| → 0 при n → ∞. Многие определения и факты теории конечномерных евклидовых пространств переносятся и на Г. п. Например, формула
        
         где 0 ≤ φπ определяет угол φ между векторами х и у. Два вектора х и у называются ортогональными, если (х, у) = 0. Пространство l2 полно: всякая фундаментальная последовательность Коши элементов этого пространства (т. е. последовательность хn, удовлетворяющая условию ||хп—хm||→ 0 при n, m → ∞) имеет предел. В отличие от евклидовых пространств, Г. п. l2 бесконечномерно, т. е. в нём существуют бесконечные системы линейно независимых векторов; например, такую систему образуют единичные векторы
         e1 = (1, 0, 0,...), e2 = (0, 1, 0,...),...
         При этом для любого вектора x из l2 имеет место разложение
         x = x1e1 + x2e2 +... (1)
         по системе {en}.
         Другим важным примером Г. п. служит пространство l2 всех измеримых функций, заданных на некотором отрезке [a, b], для которых конечен интеграл
         понимаемый как интеграл в смысле Лебега. При этом функции, отличающиеся друг от друга лишь на множество меры нуль, считаются тождественными. Сложение функций и умножение их на число определяется обычным способом, а под скалярным произведением понимается интеграл
         понимаемый как интеграл в смысле Лебега. При этом функции, отличающиеся друг от друга лишь на множество меры нуль, считаются тождественными. Сложение функций и умножение их на число определяется обычным способом, а под скалярным произведением понимается интеграл
         Норма в этом случае равна
         Норма в этом случае равна
        
         Роль единичных векторов предыдущего примера здесь могут играть любые функции φi(x) из L2, обладающие свойствами ортогональности
         и нормированности
         и нормированности
        
         а также следующим свойством замкнутости: если f(x) принадлежит L2 и
        
         то f(x) = 0 всюду, кроме множества меры нуль. На отрезке [0,2π] в качестве такой системы функций можно взять тригонометрическую систему
        
         Разложению (1) соответствует разложение функции f(x) из L2 в ряд Фурье
        
         сходящийся к f(x) по норме пространства L2. При этом для всякой функции f(x) выполняется равенство Парсеваля
        
         Соответствие между функциями f(x) из L2 и последовательностями их коэффициентов Фурье a0, a1, b1, a2, b2,... является взаимно однозначным отображением L2 на l2, сохраняющим операции сложения, умножения на числа, а также сохраняющим длины и скалярные произведения. Т. о., эти пространства изоморфны и изометричны, значит имеют одинаковое строение.
         В более широком смысле под Г. п. понимают произвольное Линейное пространство, в котором задано скалярное произведение и которое является полным относительно нормы, порождаемой этим скалярным произведением. В зависимости от того, определено ли для элементов Г. п. Н умножение только на действительные числа или же элементы из Н можно умножать на произвольные комплексные числа, различают действительное и комплексное Г. п. В последнем случае под скалярным произведением понимают комплексную функцию (х, у), определённую для любой пары х, у элементов из Н и обладающую следующими свойствами:
         1) (х, х) = 0 в том и только том случае, если х = 0,
         2) (х, х) ≥ 0 для любого x из Н,
         3) (х + у, z) = (x, z) + (у, z),
         4) (λx, у) = λ(x, у) для любого комплексного числа λ,
         5)
         где черта означает комплексно сопряжённую величину. Норма элемента х определяется равенством
        
         Комплексные Г. п. играют в математике и в её приложениях значительно большую роль, чем действительные Г. п. Одним из важнейших направлений теории Г. п. является изучение линейных операторов в Г. п. (см. Операторов теория). Именно с этим кругом вопросов связаны многочисленные применения Г. п. в теории дифференциальных и интегральных уравнений, теории вероятностей, квантовой механике и т. д.
         Лит.: Колмогоров А. Н., Фомин С. В., Элементы теории функций и функционального анализа, 2 изд., М., 1968; Люстерник Л. А., Соболев В. И., Элементы функционального анализа, 2 изд., М., 1965; Данфорд Н., Шварц Дж., Линейные операторы, т. 1 — Общая теория, пер. с англ., М., 1962; Дэй М. М., Нормированные линейные пространства, пер. с англ., М., 1961.
         Ю. В. Прохоров.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Гильбертово пространство" в других словарях:

  • ГИЛЬБЕРТОВО ПРОСТРАНСТВО — математическое понятие, обобщающее понятие евклидова пространства на бесконечномерный случай. Возникло на рубеже 19 и 20 вв. в работах Д. Гильберта; находит широкое приложение в различных разделах математики и теоретической физики …   Большой Энциклопедический словарь

  • Гильбертово пространство — Сюда перенаправляется запрос «теорема Рисса Фишера». На эту тему нужна отдельная статья. Гильбертово пространство обобщение евклидова пространства, допускающее бесконечную размерность. Названо в честь Давида Гильберта. Со …   Википедия

  • гильбертово пространство — математическое понятие, обобщающее понятие евклидова пространства на бесконечномерный случай. Возникло на рубеже XIX и XX вв. в работах Д. Гильберта; находит широкие приложения в различных разделах математики и теоретической физики. * * *… …   Энциклопедический словарь

  • гильбертово пространство — Hilberto erdvė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Hilbert space vok. Hilbert Raum, m rus. гильбертово пространство, n pranc. espace de Hilbert, m; espace hilbertien, m …   Fizikos terminų žodynas

  • ГИЛЬБЕРТОВО ПРОСТРАНСТВО — векторное пространство Н над полем комплексных (или действительных) чисел вместе с комплексной (действительной) функцией ( х, у), определенной на и обладающей следующими свойствами. то существует такой элемент , что элемент хназ. пределом… …   Математическая энциклопедия

  • Гильбертово пространство — обобщение евклидова пространства на бесконечномерный случай (пространство с бесконечным количеством размерностей). В таком пространстве сумма квадратов всех элементов пространства сходится, т. е. конечна, как конечна сумма квадратов сторон… …   Начала современного естествознания

  • ГИЛЬБЕРТОВО ПРОСТРАНСТВО — матем. понятие, обобщающее понятие евклидова пространства па бесконечномерный случай. Возникло на рубеже 19 и 20 вв. в работах Д. Гильберта; находит широкие приложения в разл. разделах математики и теоретич. физики …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • гильбертово пространство — г ильбертово простр анство, г ильбертова простр анства …   Русский орфографический словарь

  • ГИЛЬБЕРТОВО ПРОСТРАНСТВО С ИНДЕФИНИТНОЙ МЕТРИКОЙ — гильбертово пространство Е над полем комплексных чисел, снабженное непрерывной билинейной (точнее полуторалинейной) формой G, к рая, вообще говоря, не является положительно определенной. Форму Gчасто наз. G метрикой. Наиболее важным частным… …   Математическая энциклопедия

  • ОСНАЩЕННОЕ ГИЛЬБЕРТОВО ПРОСТРАНСТВО — гильбертово пространство H с выделенным в нем линейным всюду плотным подмножеством , на к ром задана структура топологического векторного пространства так, что вложение непрерывно. Это вложение порождает непрерывное вложение сопряженных… …   Математическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «Гильбертово пространство» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»