算子與譜理論

緊算子

緊算子是把無窮維「擠壓」得趨近於有限行為的算子。它把任意有界集的像壓成幾乎有限維的集合——相對緊的,意即像中的序列總有收斂子列。緊算子是有限秩矩陣在無窮維中最親近的表親,其表現也幾乎一樣好。

確切地說,賦範空間之間的線性算子 T 是緊的,若單位球 B 的像 T(B) 有緊閉包(等價地,每個有界序列 (x_n) 都有子列使 (T x_n) 收斂)。在希爾伯特空間或巴拿赫空間上,緊算子構成有界算子代數中的一個閉的雙邊理想,並且恰好是有限秩算子的範數極限(對希爾伯特空間及許多巴拿赫空間成立)。

它們的譜理論格外乾淨。由 Riesz–Schauder 理論,無窮維空間上的緊算子,其譜由 0 連同至多可數個非零特徵值組成,每個特徵值有限重數,且 0 是唯一可能的聚點。需注意:在無窮維空間上 0 總落在譜中(恆等算子絕不緊),而 0 未必是特徵值。

積分算子 (Tf)(x) = ∫ 從 0 到 1 的 K(x,y) f(y) dy,其中核 K 連續,在連續函數空間上是緊的;正是 Arzelà–Ascoli 定理提供了證明緊性所需的收斂子列。

經典的緊算子:光滑化的積分核。

又稱
completely continuous operator全连续算子全連續算子