Phương pháp sử dụng dãy lặp

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) một số phương pháp nghiên cứu bao hàm thức trong không gian có thứ thự (Trang 44 - 48)

Các kiến thức trình bày tiếp theo được tham khảo từ trang 91 đến trang 99 của tài liệu ([4]).

Định lý 3.0.1 Giả sử X là không gian Banach được sắp thứ tự bởi nón

K.F :X−→2X\{;}là toán tử đa trị thỏa mãn: a) F(x)đóng với mọix thuộcX.

b) F là toán tử đa trị(1)−tăng.

c) Tồn tạix0∈Xsao cho{x0}6(1)F(x0).

d) Tồn tạiq∈(0, 1)sao chox,y∈X,x6y thì

F(x)⊂F(y)−B(0,q°°xy°°)∩KvớiB(0,q.°°xy°°)là quả cầu đóng tâm

O, bán kínhq.°°xy°°.

Khi đó,F có điểm bất độngx∗∈Xvớix∗>x0.

Chứng minh.

Từ d) suy ra∀uF(x),∃vF(y) :u6v,kuvk6q°°xy°°. Từ c) suy ra∃x1∈F(x0) :x06x1.

Do x06x1 mà F là ánh xạ (1) - tăng nên F(x0)6(1)F(x1). Mà x1∈F(x0)

nên∃x2∈F(x1):x16x2 vàkx2−x1k6qkx1−x0k. Dox16x2nên vớix2∈F(x1),∃x3∈F(x2) :x26x3và kx3−x2k6qkx2−x1k6q2kx1−x0k.

Lặp lại quá trình trên, ta tìm được dãy(xn)thỏa mãnxnF(xn−1)và

xn−16xn,kxn+1−xnk6qkxnxn−1k6. . .6qn.kx1−x0k. Khi đó ta có: ° °xn+pxn°°=°°xn+pxn+p−1+xn+p−1−. . .+xn+1−xn°° 6°°xn+pxn+p−1°°+. . .+ kxn+1−xnk 6(qn+p−1+qn+p−2+. . .+qn)kx1−x0k = n+p−1 X i=n qikx1−x0k = kx1−x0k n+p−1 X i=n qi = kx1−x0kq nqn+p 1−q .

Vậy(xn)là dãy Cauchy trong X. Lại thêmX là không gian Banach nên

(xn)hội tụ, nghĩa là∃x∗∈X: limxn=x∗. Do dãy(xn)tăng nên x∗>xnn∈N. Do đó

F(xn)6(1)F(x∗)∀n∈N.

xn−16x∗nênF(xn−1)6(1)F(x∗).

VớixnF(xn−1),∃ynF(x∗) :°°xnyn°°6qkxn−1−x∗k. Chon−→ +∞, ta đượclimyn=x∗.

Do(yn)nF(x∗),F(x∗)đóng vàlimyn=x∗ nênx∗∈F(x∗). VậyF có điểm bất động làx∗ và x∗>x0.

Định lý 3.0.2 Giả sử X là không gian Banach được sắp thứ tự bởi nón

a) F(x)đóng với mọix∈X. b) Klà nón chuẩn.

c) Tồn tạix0∈Xsao cho{x0}6(1)F(x0).

d) Tồn tại toán tử tuyến tínhL:X−→Xcó bán kính phổr(L)<1,L(K)⊂ Kvà thỏa mãnx6y thìuF(x),∃vF(y) : 06vu6L(yx). Khi đó,F có điểm bất động trongM.

Chứng minh.

VìlimkLnkn1 =r(L)<1nên∃q∈(0, 1)sao chokLnk6qn khin đủ lớn. Do c) nên∃x1∈F(x0) :x06x1.

Từ giả thiết e), ta cóx06x1nên vớix1∈F(x0),∃x2∈F(x1)thỏa

x16x2và06x2−x16L(x1−x0).

Dox16x2nên∃x3∈F(x2)thỏa:

x26x3 và06x3−x26L(x2−x1).

Cứ tiếp tục như vậy, ta được dãy(xn)là dãy tăng và thỏa:

06xn+1−xn 6L(xnxn−1)6L2(xn−1−xn−2)6. . .6Ln(x1−x0).

VìKlà nón chuẩn nên∃N>0sao cho:

kxn+1−xnk6N°°Ln°°kx1−x0k6N qnkx1−x0k. Suy ra ° °xn+pxn ° °6°°xn+pxn+p−1 ° °+°°xn+p−1−xn+p−2 ° °+. . .+ kxn+1−xnk 6Nkx1−x0k n+p−1 X i=n qi =Nkx1−x0k.q nqn+p 1−q .

Vậy(xn)là dãy Cauchy.

MàXlà không gian Banach nên(xn)hội tụ, nghĩa là∃x∗∈X: limxn=x∗. Do(xn)n là dãy tăng nênxn6x∗ ∀n∈N∗.

Ta có xn−1 6 x∗, do điều kiện d) nên F(xn−1)6 F(x∗), mà xnF(xn−1)

nên∃ynF(x∗)thỏa 06ynxn6L(x∗−xn−1). ⇒°°ynxn ° °6NkLk kx∗−xn−1k. ⇒limyn=limxn =x∗. Lại cóF(x∗)đóng,(yn)⊂F(x∗),yn−→x∗, suy rax∗∈F(x∗). Do đóF có điểm bất động x∗ vàx∗>x0.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) một số phương pháp nghiên cứu bao hàm thức trong không gian có thứ thự (Trang 44 - 48)