Kurs:Topologische Invertierbarkeitskriterien/Satz - TKP und Gaugefunktionale

Satz TKP und Gaugefunktionale

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Sei   und   gegeben. Wenn es ein   gibt, so dass für alle   ein   mit

 

existiert, so ist   ein  -singuläres Element.

Bemerkung - Negation der Singularitätbedingung

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Der obige Satz wird über die Kontraposition bewiesen, indem man annimmt, dass ein Element   ein  -reguläres Element ist, und dann die Negation der obigen Aussage gilt.

Beweis - Satz TKP-Eigenschaft Gaugefunktionale

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Der obige Satz wird über die Kontraposition bewiesen und die Eigenschaften der Hömöomorphie der Einbettung bzgl. einer Algebraerweiterung, in der ein   invertierbar ist.


Seien  ,  ,   eine  -Erweiterung von   und   sei das Inverse zu  . Ohne Einschränkung sind die obigen Gaugefunktionalsysteme unital positiv.

Beweis 1: Äquivalentes Gaugefunktionalsystem

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Man betrachtet das auf der Algebraerweiterung   definierte Gaugefunktionalsystem   und induziert damit ein Gaugefunktionalsystem   auf  , das zu dem gegebenen Gaugefunktionalsystem   äquivalent ist.

Beweis 2: Definition äquivalentes Gaugefunktionalsystem

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Das von   auf   induzierte Gaugefunktionalsystem   wird mit dem Algebraisomorphismus   definiert (siehe Algebraerweiterung) d.h.

 

Beweis 3: Homöomorphie - Äquivalenz Gaugefunktionalsystem

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Da   ein Algebraisomorphismus ist und   homöomorph zu   ist, liefert die Stetigkeit von   und   die Äquivalenz der Gaugefunktionalsysteme   und  .

Beweis 4 - Definition von Stetigkeitssequenzen

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Nun definiert man damit folgendes System   mit den Funktionalen

 

Beweis 5 - Stetigkeit der Multiplikation

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Für alle   gibt es  , sodass für alle   gilt

 

Beweis 6 - Anwendung auf die Gaugefunktionale

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Man erhält über die Stetigkeit der Multiplikation folgende Ungleichungen:

 

Beweis 7 - Unitale Positivität

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Unter Verwendung der Unitalen Positivität der verwendeten Gaugfunktionalsysteme erhält man insbesondere:

 

Beweis 8 - Äquivalenz der Gaugefunktionalsysteme

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Insgesamt gilt die folgende Abschätzung durch die Äquivalenz der Gaugefunktionalsysteme auch für das gegebene Gaugefunktionalsystem  , denn für alle   gibt es eine Konstante   und eine   mit

 

Beweis 9 - TKP-Negation - Ungleichung

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Für diese   gibt es eine Konstante   und ein  

 

Beweis 10 - Äquivalenz der Gaugefunktionalsysteme

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Dann gibt es wieder mit der Äquivalenz der Gaugefunktionalsysteme   gibt es ein   eine Konstante   mit

 

Beweis 11 - Äquivalenz der Gaugefunktionalsysteme

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Insgesamt erhält man für alle   gibt es ein   und Konstanten   die analoge Ungleichung für das Gaugefunktionalsystem   für alle  :

 

Beweis 12 - Umformung der Regularitäteigenschaft

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Die obige Ungleichung   gilt ohne Einschränkung für  . Für   kann man die obige Gleichung wie folgt umformen:

 

Beweis 12 - Normiertheit

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Das Infimum wird auch bei  -Gaugefunktionalen für alle   gebildet, denn es gilt:

 

Beweis 13 - Infimumbildung

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Für   als  -reguläres Element kann man nun das Infimumbildung über alle   bilden und man erhält für alle   ein   und Konstanten  , sodass für alle   gilt:

 

Beweis 14 - Negation der Regularitäteigenschaft

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Negation der Aussage (13) liefert dann: Es gibt ein   gibt, so dass für alle   ein   mit

 

Damit folgt die Behauptung.  

Siehe auch

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