선형작용소와 선형범함수

정의역과 공역이 노름선형공간인 함수를 작용소(operator)라고 부른다. 작용소 \(f : X \,\to\,Y\)가 단위구 \[B_1 (0) := \left\{x\in X \,\vert\, \lVert x \rVert < 1 \right\}\] 에서 유계일 때 \(f\)를 유계작용소(bounded operator)라고 부른다. 노름선형공간 \(X\)로부터 \(Y\)로의 유계선형작용소들의 모임을 \(B ( X,\,Y )\)로 표기한다. 유계성의 정의에 의하여 선형작용소 \(f\)가 유계일 필요충분조건은 양수 \(c\)가 존재하여 임의의 \(x\in X\)에 대하여 \[\lVert f(x) \rVert… Read More »

Hilbert 공간의 기본 성질

Hilbert 공간의 중요한 성질 중 하나는 \(K\)가 닫힌볼록집합이고 \(x\)가 \(K\) 밖의 점일 때, \(x\)와 가장 가까운 \(K\)의 점이 존재한다는 것이다. 정리 1. (사영 정리) \(X\)가 Hilbert 공간이고 \(K\)가 \(X\)의 닫힌 볼록부분집합이며 \(x\in X\)라고 하자. 그러면 \[\left\lVert x- \overline{x} \right\rVert = \inf_{y\in K} \lVert x-y \rVert \] 를 만족시키는 \(\overline{x} \in K\)가 유일하게 존재한다. 증명. 일반성을 잃지 않고 \(x=0\)이라고… Read More »

부분공간과 상공간

함수해석학에서 주로 다루는 공간은 벡터공간이므로 부분공간과 상공간 또한 함수해석학에서 빼놓을 수 없는 중요한 주제이다. \(X\)가 벡터공간이고 \(S\)가 \(X\)의 부분공간일 때 상공간 \(X/S\)는 잉여류들의 모임이다. \(X\)가 노름공간이면 \(X/S\)에서의 반노름을 \[\lVert u \rVert _ {X/S} := \inf_{x \in u} \lVert x \rVert_X \] 또는 동등조건으로서 \[\lVert \overline{x} \rVert _{X/S} := \inf _{s\in S} \lVert x-s \rVert _X \] 로 정의한다.… Read More »

내적공간과 노름공간

함수해석학은 벡터공간의 해석적 성질과 벡터공간 사이의 선형작용소에 대하여 연구하는 수학의 분야이다. 따라서 내적공간과 노름공간의 개념은 함수해석학을 공부하는 데에 필수적인 기초 내용이다. 정의 1. \(X\)가 체 \(\mathbb{F}\) 위에서의 벡터공간이라고 하자. 함수 \(p : X \to [ 0,\, \infty ) \)가 두 조건 (1) \((\forall x \in X)(\forall y \in X)\)\((p(x+y) \le p(x) + p(y))\) (2) \((\forall x \in X)(\forall… Read More »

일변수 함수의 적분을 중적분으로 바꾸어 푸는 예

보조정리. \(f : \mathbb{R} \to \mathbb{R}\)가 연속함수이고 \(x\)가 실수일 때 다음 등식이 성립한다. \[\int_0^x f(u) (x-u) \, du = \int_0 ^x \int_0 ^u f(t) \, dt \, du .\] 증명. \(f\)의 한 부정적분을 \(F\)라고 하자. 그러면 부분적분법에 의하여 다음 등식이 성립한다. \[\int_0^x F(u) \, du = F(u)u \bigg{|} _0 ^x - \int_0^x f(u)u \, du = F(x)x -… Read More »

2017학년도 중등수학교사 임용고사 해석학 문제 풀이

2016년 12월 3일 실시된 2017학년도 중등학교교사 임용후보자 선정경쟁시험 1차 전공 A와 전공 B 문제 중 미적분학, 해석학, 위상수학과 관련된 문제의 풀이입니다. 2017학년도 중등수학교사 임용고사 1차 전공 A 기출문제(pdf) 2017학년도 중등수학교사 임용고사 1차 전공 B 기출문제(pdf) 이 글에서 풀이를 실은 문제는 다음과 같습니다. A형 : 4번, 5번, 6번, 11번, 12번. B형 : 4번, 7번. A-4. 좌표평면에서 영역 \(D\)가 \[D… Read More »