riesz定理(Riesz定理中为什么要先考虑mE<+∞)

1. riesz定理

匈牙利是奥数的发源地,所以数学家也很多的,Marcel Grossmann (1878-1936) : 广义相对论中的黎曼几何

Lipót Fejér (1880-1959) : 匈牙利学派开创者

Frigyes Riesz (1880-1956) : 哥哥,Riesz表示定理

Alfréd Haar (1885-1933) : Haar 测度

Marcel Riesz ( 1886-1969) : 弟弟,Riesz 扩张定理

George Pólya (1887-1985) : 怎样解题

2. Riesz定理中为什么要先考虑mE

不唯一,另外,是欧氏空间

n维欧氏空间是在线性空间里定义了内积,内积这种东西非常好。有了它,可以诱导出范数,所以n维欧氏空间还是赋范线性空间,加上它的完备性,就构成Banach空间;内积还可以诱导出度量,因此它也是完备的度量空间。

更重要的是,完备的内积空间叫Hilbert空间,这是一种最接近n维欧氏空间的无穷维空间,当然特殊一点n维欧氏空间本身就是内积空间,加上完备性就构成Hilbert空间。

Hilbert空间有好多好的性质,对于内积这种结构,有了它,就有了正交(在R²上可以理解为两个平面向量垂直,即内积为零)和投影的概念,就可以在内积空间中建立起相应的几何学。

另外,我们研究Hilbert空间上的连续线性泛函,有著名的里斯(F.Riesz)定理,研究Hilbert空间上的共轭算子、酉算子、自伴算子等等,它们都是n维欧氏空间上的矩阵的推广。

准确的说应该是n维欧氏空间上线性变换的推广,在n维欧氏空间上,线性算子实际上就是线性变换,再利用线性变换和n级方阵的同构关系,我们说矩阵也没什么毛病。

3. Riesz定理的内容

这个定理建立了希尔伯特空间与它的对偶空间的一个重要联系:如果底域是实数,两者是等距同构;如果域是复数,两者是等距反同构。在泛函分析中有多个有名的定理冠以里斯表示定理(Riesz representation theorem),它们是为了纪念匈牙利数学家弗里杰什·里斯。

4. Riesz定理证明

一些具体空间的共轭空间的表示 , 二次共轭 , 共轭算子 , 自反 空间 共轭空间的表示 由线性泛函的定义知道 上的线性泛函可以用一个 中一个向 量来表示, Riesz 定理说 Hilbert 空间 的一个泛函可由 中一个向量 作内积来表示。

一般的 Banach 空间没有这种简单的表示,但是一些 具体的空间可以找到比较简单的表示

5. Riesz定理求对偶算子

所谓满足对偶可行性,即指其检验数满足最优性条件。只要保持检验数满足最优性条件前提下,一旦基解成为可行解时,对偶问题和原问题均可行,由强对偶性证明,二者均有最优解。

设原始问题的标准形式为max{cx|Ax=b,x≥0},则其对偶问题(Dual Problem)为 min{yb|yA≤c}。当原问题的一个基解满足最优性条件时,其检验数小于等于0,当σ=cj-zj=cj-CBB-1A≤0时,既有或,即知单纯形算子y=CBB-1为对偶问题的可行解。换而言之,只要保证检验数σ≤0,则对偶问题一定存在可行基B。

在初始单纯形表中,一般此可行基B都为单位矩阵I,这时候只要能够保持检验数持续小于等于0迭代下去,通过变换到一个相邻的目标函数值较小的基可行解(因为对偶问题是求目标函数极小化),并循环进行,一到XB=B-1b≥0时,原问题也为可行解。这时,对偶问题和原问题均为可行解,而且两者的可行解就是最优解,这就是对偶单纯形法求解线性规划的基本思路。

一旦最终基变量XB≥0,原问题也满足最优解条件的原因是:对偶问题的最终单纯形表中的基变量XB=B-1b和原问题的最终单纯形表中的检验数的相反数CBB-1取值相等,不难观察到原问题的检验数σ=cj-zj-CBB-1=-B-1b≤0,其检验数满足最优性条件。(注:这里的B并不是同一个矩阵,它们是各自问题的初始可行基,但CB和b在本质上是同一个向量。)

虽然,本方法借鉴了对偶理论的思路,但是它是求解原问题而非对偶问题的一个方法。而且,一般用对偶单纯形法解决的是原始问题是极小化问题,min{cx|Ax=b,x≥0},但是只要先标准化为max{cx|Ax=b,x≥0}即于上面一致。

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