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spazio vettoriale topologico

di Luca Tomassini - Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)
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spazio vettoriale topologico

Luca Tomassini

Lo sviluppo di settori dell’analisi funzionale, quali per esempio la teoria delle distribuzioni, ha mostrato che in molti casi è utile considerare spazi lineari dotati di una topologia assegnata con metodi più generali che quello di introdurre una norma. A questo fine si definisce spazio vettoriale topologico (sui numeri complessi ℂ) uno spazio vettoriale S (su ℂ) dotato di una topologia τ compatibile con la struttura di spazio vettoriale. Più precisamente, le operazioni di addizione e moltiplicazione per numeri complessi devono essere continue rispetto alla topologia assegnata: (a) se z0=x0+y0, per ogni intorno U del punto z0 si possono indicare intorni V e W dei punti x0 e y0 rispettivamente tali che x+y∈U per x∈V e y∈V; (b) se λ0x0=y0, per ogni intorno U del punto y0 esistono un intorno V del punto x0 e un numero ε>0 tale che λx∈U per ∣λ−λ0∣〈ε e x∈V. Il legame esistente tra la topologia e le operazioni algebriche sullo spazio S pone sulla topologia stessa restrizioni estremamente rigorose: non solo essa può essere assegnata tramite un sistema di intorni dello zero, ma un punto x e un insieme chiuso che non lo contenga hanno intorni non intersecantisi. Quest’ultima proprietà di separazione della topologia su S è detta regolarità. Fra gli spazi vettoriali topologici hanno un ruolo particolare gli spazi normati. Dalle proprietà della norma segue infatti che nella topologia indotta dalla norma stessa tutte le operazioni algebriche sono continue. Uno spazio vettoriale topologico la cui topologia non può essere assegnata con questa procedura è lo spazio C∞([a,b]) delle funzioni infinitamente derivabili sull’intervallo chiuso [a,b]. La topologia è definita tramite un sistema di intorni dello zero Um, (m intero positivo qualunque) composti da tutte le funzioni f che verificano le disuguaglianze ∣f(k)(x)∣〈ε per k=0,1,...,m, dove f(k) indica la derivata k-esima della funzione f. Lo spazio C∞([a,b]) rientra tuttavia in un’altra importante classe di spazi vettoriali topologici, quella degli spazi localmente convessi. Si tratta di spazi vettoriali topologici in cui ogni insieme aperto non vuoto contiene un aperto non vuoto convesso. Questi spazi sono particolarmente importanti in quanto per essi vale il teorema di Hahn-Banach, che garantisce l’esistenza di funzionali lineari continui.

→ Equazioni funzionali

Vedi anche
funzionale In matematica, variabile y che dipende non da una o più variabili, ma da una funzione f; in simboli: y=F(f). Un funzionale non è da confondere con una funzione composta (o funzione di funzione): la y è funzionale di f(x), se la funzione stessa f(x) è concepita come una variabile, e a ogni scelta della ... convessità convessità Una figura (piana o solida) è detta convessa se, dati due suoi punti qualunque, il segmento che li congiunge appartiene interamente alla figura. Più in generale questa definizione si applica a tutti i sottoinsiemi di un generico spazio vettoriale reale. Casi notevoli: a) un angolo è convesso ... distribuzione involutiva In matematica una distribuzione p-dimensionale ϑ su una varietà differenziale si dice distribuzione involutiva se, considerati due qualsiasi campi di vettori X, Y appartenenti a ϑ (ossia appartenenti agli spazi che costituiscono ϑ), anche il loro commutatore [X,Y] appartiene alla distribuzione. L’importanza ... intorno In topologia, sottoinsieme associato a un punto dello spazio, che gode di certe proprietà, le quali corrispondono all’idea intuitiva di ‘vicinanza’. A seconda che queste proprietà siano più o meno restrittive, lo spazio stesso viene a coincidere con l’uno o l’altro tipo di spazio topologico. Se, quando ...
Categorie
  • ANALISI MATEMATICA in Matematica
Tag
  • TEORIA DELLE DISTRIBUZIONI
  • SISTEMA DI INTORNI
  • ANALISI FUNZIONALE
  • NUMERI COMPLESSI
  • SPAZI VETTORIALI
Altri risultati per spazio vettoriale topologico
  • spazio vettoriale topologico
    Enciclopedia della Matematica (2013)
    spazio vettoriale topologico spazio vettoriale X dotato di una → struttura topologica τ tale che le operazioni di addizione e di moltiplicazione per uno scalare risultino continue (alcuni autori aggiungono anche la condizione che ogni punto sia un insieme chiuso, e ciò implica che lo spazio sia di → ...
Vocabolario
spàzio
spazio spàzio s. m. [dal lat. spatium, forse der. di patēre «essere aperto»]. – 1. Con valore assol., il luogo indefinito e illimitato in cui si pensano contenute tutte le cose materiali, le quali, in quanto hanno un’estensione, ne occupano...
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