弗雷德霍姆理论

更新时间:2022-08-25 17:43

弗雷德霍姆理论是关于线性积分算子的基本理论之一,是弗雷德霍姆(Fredholm,E.I.)通过积分方程与线性代数方程组类比的方法(即把线性积分方程看成是“无穷维”线性方程组)于1900年获得的。

理论简介

弗雷德霍姆理论是关于线性积分算子的基本理论之一。

设G是RN中具有非零测度的可测集,k(x,y):G×G→R1连续,D(λ)是k(x,y)的弗雷德霍姆行列式,D(x,y;λ)是k(x,y)的弗雷德霍姆第一子式,K是由k(x,y)确定的弗雷德霍姆线性积分算子,即

弗雷德霍姆理论由下列三个基本定理组成:

弗雷德霍姆第一定理

若D(λ)≠0,则方程 对任给的连续函数f(x),都有惟一连续解,且该解可以表为

弗雷德霍姆第二定理

若D(λ)=0,则必存在某正整数r(称为是λ的指数),使得 有r个线性无关的连续解,并且它的任何连续解都可以表为这r个线性无关解的线性组合。

弗雷德霍姆第三定理

若D(λ)=0,λ的指数为r,则有连续解的充分必要条件是其中ψi(x)(i=1,2,...,r)是转置方程的r个线性无关连续解。

理论证明

上述定理是弗雷德霍姆(Fredholm,E.I.)通过积分方程与线性代数方程组类比的方法(即把线性积分方程看成是“无穷维”线性方程组)于1900年获得的,但他没有给出严格的证明。

弗雷德霍姆理论的严格证明是由希尔伯特(Hilbert,D.)在1904-1910年期间给出的。当k(x,y)是平方可积函数时,与上述定理类似的结论也是成立的。

理论推广

弗雷德霍姆理论,可以推广到作用在巴拿赫空间上的全连续算子方程x=Ax+y上,其中A:E→E是全连续算子。这一推广就是泛函分析里斯-绍德尔理论,它分别由里斯(Riesz,F.)和绍德尔(Schaader,J.P.)所提出。

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