複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

酉算子

鎖定
酉變換是泛函分析和算子理論中的一個重要概念,傅里葉變換就是酉變換之一例。酉算子又叫保範算子,它是歐式空間中旋轉概念在無窮維情況下的推廣;希爾伯特空間的酉算子是仍保持其內積意義的希爾伯特空間的線性變換。酉算子具有逆算子,其逆算子也是一種酉算子,且酉算子和其逆算子是一對共軛算子。n階複方陣U的n個列向量是U空間的一個標準正交基,則U是U矩陣;一個簡單的充分必要判別準則是方陣U的轉置共扼距陣乘以U 等於單位陣,則U是U矩陣。
中文名
酉算子
外文名
Unitary operator
別    名
保範算子,保內積算子
本    質
線性算子
重難點
酉算子的等價形式
應用學科
泛函分析
算子理論

酉算子定義

酉算子又叫保範算子,它是歐式空間中旋轉概念在無窮維情況下的推廣;希爾伯特空間的酉算子是仍保持其內積意義的希爾伯特空間的線性變換。酉算子具有逆算子,其逆算子也是一種酉算子,且酉算子和其逆算子是一對共軛算子。酉變換是泛函分析和算子理論中的一個重要概念,傅里葉變換就是酉變換之一例。 [1] 
,若滿足:
(1)
是等距的,即對任意
,都有
(2)
滿射
則稱為酉算子。 [2] 

酉算子各種條件

酉算子充要條件

,則
為酉算子等價於:
(1)
滿射且對任意
(2)
,即
證明:
(1)充分性顯然成立,下面證明必要性。
為酉算子,即
是滿射且等距的,對任意
,由極化恆等式得到下述等式:
是實空間時,有:
是復空間時,有:
故有
(2)首先來證必要性。
為酉算子,由(1)得,對任意的
,有:
所以得:
故有:
因此
單射,因而
存在,且有:
下面來證充分性。
由等式
為滿射,且對
,有:
為酉算子。證畢。 [2] 

酉算子必要條件

為酉算子,則
,即酉算子的都在單位圓上。 [2] 

酉算子酉算子的等價形式

酉算子預備知識

複變函數中,保角映射在理論和應用上都十分重要,而具有保角性和伸縮率不變性的映射即為保角映射,將此概念推廣到無窮維空間,特給出如下定義:
為線性算子,
(1)若算子
滿足
,則稱算子
為保角算子;
(2)若算子
滿足
,則稱算子
為相似算子;
(3)若算子
滿足
,則稱算子
為第一型保正交算子;
(4)若算子
滿足
,則稱算子
為第二型保正交算子;
(5)若算子
滿足
,則稱算子
為正交不變算子;
(6)若算子
滿足
,則稱算子
為酉算子,或保內積算子。 [3] 

酉算子定理內容

設為
Hilbert空間,
為由
線性算子,則關於算子
的如下六個命題為等價命題:
(1)
為保角算子;
(2)
為相似算子;
(3)
為第一型保正交算子;
(4)
為第二型保正交算子;
(5)
為正交不變算子;
(6)
為酉算子。 [3] 
參考資料
  • 1.    高希堯編.數學術語詳解詞典.西安:陝西科學技術出版社,1991:719-719
  • 2.    宋曉秋主編;肖建中,趙君喜,王於平等參編.應用泛函分析.北京:中國礦業大學出版社,2013:148-149
  • 3.    酉算子的等價形式  .維普期刊.1993[引用日期2017-09-10]