由一個等腰梯形性質(zhì)給出一個內(nèi)積空間的特征

宋　偉

(黑龍江工業(yè)學院 機械工程系，黑龍江 雞西 158100)

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由一個等腰梯形性質(zhì)給出一個內(nèi)積空間的特征

宋偉

(黑龍江工業(yè)學院 機械工程系，黑龍江 雞西 158100)

摘要：對于內(nèi)積空間的特征，迄今為止學者們已經(jīng)取得了大量的成果。本文通過等腰梯形的一個性質(zhì)給出一個內(nèi)積空間的特征并予以證明。

關(guān)鍵詞：等腰梯形；內(nèi)積空間； 范數(shù)

1預備知識

圖1

定義1[2]稱E是一實賦范線性空間，是指E是一線性空間，并且對E中每一個元按一定法，則使其與一其非負實數(shù)‖x‖相對應，此對應關(guān)系滿足

(2) ‖x+y‖≤‖x‖+‖y‖(?x,y∈E)(三角不等式)；

(3) ‖αx‖=|α|‖x‖(?α∈R,?x∈E)(齊次性)，

在歐氏空間E中滿足以下任意兩個條件的范數(shù)構(gòu)成的內(nèi)積，也就是說E是一個內(nèi)積空間。

2內(nèi)積空間的一個特征

現(xiàn)將(Ⅰ)式引入內(nèi)積空間，對于給定的向量x,y,z,ω(如圖2)

圖2

此外，要證等腰梯形的條件需要引入如下式子：

‖ω-x‖=‖y‖；x=μ(ω-y)其中μ≥0，

情形1：當μ=1時，梯形平行的兩條邊等長，我們易知此時的梯形為矩形，此種情形被廣泛定義為實賦范線性空間的正交性。

情形2：當μ為另外一種取值時，引用公式(Ⅱ)就有

定理1 一個實賦范空間E是內(nèi)積空間當且僅當E中任意向量x,y,z∈E都有等式(Ⅳ)成立。

證明：必要性是顯然的，只需證明充分性。

對于E中任意兩個單位向量α,β，且α,β∈SE，此時上式變?yōu)?/p>

其次證明，再一次用等式(Ⅳ)，用y代替z，得到

從這一等式能得到兩個結(jié)果：α,β∈SE，用α+β替換x，α替換y：

由于任意單位向量α,β，α,β∈SE，再由證明內(nèi)積空間的條件(1)可得所證空間為內(nèi)積空間，此定理得證。

[參考文獻]

[1] F. Suzuki.A Certain Property of Isosceles Trapezoid and its Application to Chain Circle Problems[J]. Math. mag.，1995，8(2)：136-145.

[2] 張恭慶, 林源渠. 泛函分析講義[M]. 北京: 北京大學出版社, 2006: 26-28.

[3] M. M. DAY.Some characterizations of inner product spaces[J].Trans. Amer. Math. Soc.,1947(62):320- 337.

[責任編輯：崔海瑛]

Characterizations of inner product spaces through an isosceles trapezoid property

SONG wei

(Department of mechanical engineering，HeiLongjiang University of Technology，Jixi 158100，China)

Abstract：For the characteristics of the inner product space, scholars have made a lot os results so far. In this paper, on the basis of an isosceles trapezoid nature shows a characteristic of the inner product space and prove it.

Key words:isosceles trapezoid;inner produce space; norms

作者簡介：宋偉(1982-)，女，黑龍江雞西人，教師，從事基礎數(shù)學泛函分析方向研究。

中圖分類號：0177

文獻標識碼：A

文章編號：2095-0063(2016)03-0044-03

收稿日期：2016-02-28

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.03.012