Hilbert空间中稠定闭算子的Moore-Penrose逆的扰动定理

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广义逆理论是应用十分广泛的数学分支,已成为现代数学中重要的研究方向之一.广义逆理论的内容极其丰富,主要有矩阵广义逆、线性空间中线性变换的广义逆、Hilbert空间中线性算子的线性广义逆、正交广义逆及Banach空间中线性算子的线性广义逆等,广义逆理论涉及代数、分析、统计、计算、优化、控制等多个学科,因此这一学科有着多个研究领域.广义逆理论之所以应用如此广泛,这主要因为广义逆所研究的对象一般涉及到所谓的“不适定”线性问题.这些问题所包含的信息不是太多就是太少,因此不能作为非奇异问题进行求解.然而,在某种意义下,它们不但有“解”,而且甚至有唯一的“解”,例如“最小二乘解”或“最小范数解”等.因此,在凡是遇到“不适定”线性问题的学科,便出现了广义逆。将广义逆与非线性分析的工具结合,也能求解一大批非线性“不适定”问题,所以研究算子广义逆理论具有重要的理论意义和实际应用价值。 1920年,E.H.Moore首先对任意的矩阵,引入广义逆矩阵的概念.1955年,R.Penrose证得:存在唯一矩阵B满足下面的四个矩阵方程:ABA=A,BAB=B,(AB)*=AB,(BA)*=BA,这些条件等价于Moore的条件,满足这些条件的唯一矩阵B被称之为A的Moore-Penrose广义逆,且记为A+.由于Moore-Penrose广义逆具有极小二乘性质,Moore-Penrose广义逆的连续性也被广泛研究,近年来,马吉溥、曹伟平、宋国柱、陈果良、薛以锋、魏木生、魏益民、黄强联等人对Hilbert空间中有界线性算子的Moore-Penrose广义逆进行了系统的研究,得到了一系列Moore-Penrose广义逆连续的充分必要条件.然而,他们讨论的都是有界线性算子Moore-Penrose广义逆的连续性.无界线性算子的Moore-Penrose广义逆的连续性也是值得探讨的问题.由于无界线性算子的定义域不是全空间,有界线性算子情形的技巧不能完全应用于无界线性算子。因此,必须引入新的技巧和方法.本文将主要讨论Hilbert空间中闭线性算子Moore-Penrose逆的扰动问题: 稠定闭线性算子是一类重要的无界线性算子,设T是X到Y的稠定闭线性算子,且存在有界Moore-Penrose逆T+∈B(L.X).自然地,可以研究下面的扰动问题:“小”扰动δT在什么情形下可以保证扰动算子T=T十δT的Moore-Penrose逆Tt存在?如果存在,我们能否给出T具体的表达式?值得注意的是,在已有文献中对上述问题的研究都假定了δTTt的范数小于1.如果直接假定δTTt的范数小于1,那么算子I+δTTt的可逆性和逆算子(I+δTTt)-1的有界性可以由著名的Banach引理直接得到,那么在不假定δTTt的范数小于1的情况下,如何讨论相应的扰动问题?因此,考虑这个问题的关键就在于如何证明算子I+δTTt可逆且其逆算子(I+δTT+)-1有界.文中利用一个新的方法证明算子I+δTTt的可逆性,进而给出扰动后的算子T的广义逆稳定的充分条件,即:设X,Y,是Hilbert空间,T∈C(X,Y),D(T)=X,T有有界的Moore-Penrose逆T+∈B(Y,X).设aT∈L(X,Y),关于T相对有界且界b<1,即:则R(T)闭,T=T十δT存在有界的Moore-Penrose逆T,且其中PN(T)为I- T+(I+δTTt)-1(T十δT)在X上的唯一保范延拓。
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