Линейный непрерывный оператор , действующий из линейного топологического пространства  в линейное топологическое пространство  — это линейное отображение из  в , обладающее свойством непрерывности.

Термин «линейный непрерывный оператор» обычно употребляют в случае, когда многомерно. Если одномерно, т.е. совпадает с самими полем ( или ), то принято использовать термин линейный непрерывный функционалЛинейные непрерывные функционалы обладают специфическими свойствами, не имеющими места в общем случае, и порождают особенные математические структуры, поэтому теорию линейных непрерывных функционалов рассматривают отдельно от общей теории.. Множество всех линейных непрерывных операторов из  в  обозначается .

В теории нормированных пространств линейные непрерывные операторы более известны как ограниченные линейные по нижеизложенной причине. Теория линейных непрерывных операторов играет важную роль в функциональном анализе, математической физике и вычислительной математике.

Свойства Если конечномерно, то любой линейный оператор непрерывен. Непрерывность линейного оператора в нуле равносильна его непрерывности в любой другой точке (и, следовательно, во всём ). Для нормированных пространств условия непрерывности и ограниченности (т.е. конечности операторной нормы) равносильны.. В общем случае из непрерывности линейного оператора следует ограниченность, но обратное верно не всегда. Если и  — банаховы пространства, и образ оператора  совпадает с пространством , то существует обратный оператор  (т.н. теорема об обратном операторе). Множество всех линейных непрерывных операторов из в  само является линейным топологическим пространством. Если и нормированы, то также нормировано операторной нормой. Если  — банахово, то и является таковым, независимо от полноты .

Свойства линейного непрерывного оператора сильно зависят от свойств пространств и . Например, если  — конечномерное пространство, то оператор будет вполне непрерывным оператором, область его значений будет конечномерным линейным подпространством, и каждый такой оператор можно представить в виде матрицыТакже, в конечномерном пространстве с базисом , линейный непрерывный оператор можно представить в виде , где — функции из сопряжённого пространства..

Непрерывность и сходящиеся последовательности Линейный оператор , действующий из линейного топологического пространства в линейное топологическое пространство , непрерывен тогда и только тогда, когда для любой последовательности точек , из следует .

Пусть ряд сходится и  — линейный непрерывный оператор. Тогда справедливо равенство

.

Это означает, что к сходящимся рядам в линейных топологических пространствах непрерывный линейный оператор можно применять почленно.

Если ,  — банаховы пространства, то непрерывный оператор переводит каждую слабо сходящуюся последовательность в слабо сходящуюся:

если слабо, то слабо.

Связанные определения Линейный оператор называется ограниченным снизу, если .

См. также Сопряжённый оператор

Литература

Примечания

Категория:Теория операторов