Лінійний неперервний оператор , що діє з лінійного топологічного простору  у лінійний топологічний простір  — це лінійне відображення із  в , що має властивість неперервності.

Термін «лінійний неперервний оператор» зазвичай вживають у разі, коли багатовимірний. Якщо одновимірний, тобто збігається із самим полем ( або ), то прийнято вживати термін лінійний неперервний функціоналЛінійні неперервні функціонали мають специфічні властивості, які відсутні в загальному випадку, і породжують особливі математичні структури, тому теорію лінійних неперервних функціоналів розглядають окремо від загальної теорії.. Множину всіх лінійних неперервних операторів із  в  позначають .

В теорії нормованих просторів лінійні неперервні оператори більш відомі як обмежені лінійні з причин, викладених нижче. Теорія лінійних неперервних операторів відіграє важливу роль у функціональному аналізі, математичній фізиці та обчислювальній математиці.

Властивості Якщо скінченновимірний, то будь-який лінійний оператор неперервний. Неперервність лінійного оператора в нулі рівносильна його неперервності в будь-якій іншій точці (і, отже, у всьому ). Для нормованих просторів умови неперервності й обмеженості (тобто скінченності операторної норми) рівносильні.. В загальному випадку з неперервності лінійного оператора випливає обмеженість, але зворотне істинне не завжди. Якщо і  — банахові простори, і образ оператора  збігається з простором , то існує обернений оператор  (так звана теорема про обернений оператор). Множина всіх лінійних неперервних операторів з в  сама є лінійним топологічним простором. Якщо і нормовані, то також нормована операторною нормою. Якщо  — банахів, то й є такою, незалежно від повноти .

Властивості лінійного неперервного оператора дуже залежать від властивостей просторів і . Наприклад, якщо  — скінченновимірний простір, то оператор буде цілком неперервним оператором, область його значень буде скінченновимірним лінійним підпростором, і кожен такий оператор можна подати у вигляді матриціТакож, у скінченновимірному просторі із базисом , лінійний неперервний оператор можна подати у вигляді , де  — функції зі спряженого простору..

Неперервність і збіжні послідовності Лінійний оператор , що діє з лінійного топологічного простору у лінійний топологічний простір , неперервний тоді й лише тоді, коли для будь-якої послідовності точка , із випливає .

Нехай ряд збігається і  — лінійний неперервний оператор. Тоді виконується рівність

.

Це означає, що до збіжних рядів у лінійних топологічних просторах лінійний оператор можна застосовувати почленно.

Якщо ,  — банахові простори, то неперервний оператор переводить кожну слабко збіжну послідовність у слабко збіжну:

якщо слабке, то слабке.

Пов'язані визначення

Лінійний оператор називають обмеженим знизу, якщо .

Див. також Спряжений оператор

Джерела

Примітки