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单词 Chebyshev集的太阳性和凸性
释义

【Chebyshev集的太阳性和凸性】
 

拼译:Chebyshev sets′solar properties and convoxity
 

设E为赋范线性空间,M为E中子集,令

PMt={m;m∈M,‖x-m‖=d(x,M)}

若对任何x∈E,PMx≠Φ,则称M为存在性集,如,PMx为单点集,则称M为Chebyshev集。

为讨论最佳逼近的唯一性,Efimov和stechkin在1958年引入太阳集的概念:若由m∈PMx可推得有m∈PMxt,其中,则称M为太阳集。

为了讨论Chebyshev集和太阳集、凸集间的关系,还需知下述概念:

M为有界紧集:M与E中任何球的交集是紧集。

M为逼近紧集:满足‖x-mn‖→d(x,M)时,必有子列收敛。

E为光滑空间:f∈E*满足‖f‖=1f(x)=‖x‖称为x点的支撑泛函。如果对每一x∈E,支撑泛函唯一,称E为光滑空间。

E为一致凸空间:,由‖x‖=‖y‖=1及‖x+y‖>2-δ可推得‖x-y‖<ε。

Chebyshev集、太阳集、凸集三者间的关系:(1)Banach空间E中有界紧Chebyshev集必为太阳集。(2)光滑空间E中存在性太阳集必凸。(3)一致凸空间E中逼近紧Chebyshev集必为太阳集。(4)实C(x)中逼近紧Chebyshev集是太阳集。

Dunham于1975年在C[0,1]中举出Chebyshev集不是太阳集的例,说明(4)中逼近紧不能省。

例:设ψ,R+→R 严格单调并满足

ψ(0)=1,

则M={Va,a≥0}是C[0,1]中Chebyshev集,但不是太阳集。

对Hillert空间H,由(2)(3)有:逼近紧Chebyshev集存在性太阳集凸集。去除逼近紧条件,在Hillert空间H中,Chebyshev集是否一定是凸集?这是至今未解决的问题。

当H不完备时,Johnson于1987年给出上述问题的否定解答,在内积空间中给出不凸的Chebyshev集

例:E={(x1,x2…xn…);xn∈R,{i;xi≠0};xi≠0}为有限集}。

1=A0>A1>A2>…>0,L0=F0=1

归纳地定义:

,则M为E中不凸的Chebyshev集。

讨论最佳远达问题,令

即QMx为M对x最远点全体。

如对,QMx均为单点集,则称M为唯一远达集。

对赋范线性空间E,可讨论关于∑={x;‖x-c‖=r}的反演变换

f(x)=c+(r2/‖x-c‖2)(x-c)

易见

f:E\{c}→E\{c}

当E为内积空间时,Klee指出:当S是E中不通过c的球面时,f(s)也是球面。利用上述反演变换,Klee证得下列论断有(2)(1):(1)E中任何Chebyshev集是凸集;(2)E中任何唯一远达集是单点集。

虽然对许多具体空间,证实了唯一远达集的单点性,但对Hillert空间,这仍是一个悬而未决的问题。

对Hillert空间H的有界子集M,数

称为M的Chebyshev半径。满足

的c∈H称为M的Chebyshev中心。对Hillert空间的有界子集,Chebyshev中心存在且唯一。

Astaneh于1983年证得下述结果:

M是Hillert空间H中唯一远达集,c、r(M)为M的Chebyshev中心和Chebyshev半径,则M或为单点集,或对x∈(c,q(c))有

其中q(x)为远达点映照。

最后,介绍关于几乎Chebyshev集的一些结果:Stechkin于1963年对赋范线性空间E中子集M,引进唯一性集TM={x;PMx为单点集,x∈ E}。

如果E\TM至多是第1纲集,则称M为几乎Chebyshev集。并且证明'

一致凸空间中任何闭集都是几乎Chebyshev集。

1978年K.S.Lau将Stechkin的结果推进到自反、局一致凸空间。这里局一致凸的意义为:

记s={x;x∈E,‖x‖=1},及x∈S,

当y∈s,‖x+y‖>2-δ(x)有‖x-y‖<ε。

K.S.Lau同时举例说明:条件自反不可省,局一致凸不能减弱为严格凸。

1990年李冲将K.S.Lau的结果推广到K局一致凸空间,证得

自反的K局一致凸空间的任何闭子集是几乎k-Chebyshev集。

K局一致凸是指:,x∈S,对任何x1,x2…xk∈s及‖x+x1+…xk‖>k+1-δ(x)有Sup

K几乎Chebyshev集意义是:对PMx定义维数 dimPMx=dim[Span(PMx-PMx)],记

BM={x∈E;PMx≠Φ且dimPMx<k}

若E\BM至多是第一纲集,则称M是k-几乎Chebyshev集。

不同空间中Chebyshev集特性的研究已有不同程度的展开,随着进一步研究,期望会得到更全面更深入的结果。特别对Hillert空间中Chebyshev集是否是凸集的遗留问题可望得到解决。

从单目标逼近到多目标逼近,最佳共同逼近中相应的唯一性集的研究现已初步展开,近期可望得到更多更好的结果。

对非线性优化问题,甚至非线性多目标优化问题,对应于某种意义下最优解的唯一性问题也是值得研究的重要课题。

【参考文献】:

1 EfimovN V.StechkinSB. DANSSSR, 1958,118:17~19

2 Efimov.N V.StechkinSB. D A N SSSR, 1959,127:254~ 257

3 KleeV. Math Annalen ,1961,142:292~304

4 Stechkin S B. Rev Roumaine Math Pur Appl, 1963,8:5~ 18

5 VlasovLP. MathZametki, 1967,2:191 ~ 200

6 Dunham C B. Math Bull, 1975,18:35~38

7 L'au K S. Indian University Math J, 1978,27:791~795

8 Astaneh A A. Indian J Pure Appl Math ,1983,14,(10): 1311~1317

9 JohnsonGG. J AT, 1987,51:289~332

10 李冲.几乎k-Chebyshev子集,1990,33(2)∶251~258

(浙江师范大学徐士英教授撰)

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