2006年穆斯塔法和西姆斯(见[2]以及其中的引用)引入了G公司-度量空间并研究了此类空间的拓扑。这个G公司-度量空间如下。
定义3.1
让X(X)做一个非空的集合。A函数\(G:X\乘以X\乘以X\向右箭头[0,\infty)\)满足以下公理:
- (\(G_{1}\)):
-
\(G(x,y,z)=0)如果\(x=y=z),
- (\(G_{2}\)):
-
\(G(x,x,y)>0)为所有人\(x中的x,y\)具有\(x\neq y\),
- (\(G_{3}\)):
-
\(G(x,x,y)为所有人\(x中的x、y、z)具有\(z\neq y\),
- (\(G_{4}\)):
-
\(G(x,y,z)=G(x、z、y)=G(所有三个变量对称),
- (\(G_{5}\)):
-
\(G(x,y,z)\leq斜面G(x、a、a)+G(a,y,z)\)为所有人\(x中的x,y,z,a),
称为G公司-上的公制X(X),和这对\((X,G)\)称为G公司-公制空间。
最近,Samet等人[三]观察到一些不动点定理G公司-度量空间可以从拟度量空间的存在性结果中得出。特别是,以下定理是定理的简单推论1.10.
定理3.2
让
\((X,G)\)
是一个完整的
G公司-度量空间,然后让
\(T:X\右箭头X\)
满足以下条件之一:
-
(a)
T型
是一个
F类-I型收缩
G公司-度量空间
X(X),我.e(电子).,存在
\(F\in\mathcal{F}\)
和
\(t>0)
这样所有人
\(x中的x,y\),
$$G(Tx,Ty,Ty)>0\quad\Rightarrow\quad t+F\bigl$$
(4)
-
(b)
T型
是一个
F类-第二类收缩
G公司-度量空间
X(X),我.e(电子).,存在
\(F\in\mathcal{F}\)
和
\(t>0)
这样所有人
\(x中的x、y、z),
$$G(Tx,Ty,Tz)>0\quad\Rightarrow\quad t+F\bigl$$
(5)
然后
T型
具有唯一的固定点
\(X中的u),以及任何
\(x中的x),一个序列
\({x_{n}=T^{n} x个\}\)
是
G公司-收敛到
单位.
前面的想法也导致了类似的不动点定理F类-展开映射G公司-公制空间。
定义3.3
映射\(T:X\右箭头X\)来自G公司-度量空间\((X,G)\)据说是
-
(a)
F类-在上扩展类型IG公司-度量空间X(X)如果存在\(F\in\mathcal{F}\)和\(t>0)这样所有人\(x中的x,y\),
$$G(x,y,y)>0\quad\Rightarrow\quad F\bigl(G(Tx,Ty,Ty)\bigr$$
(6)
-
(b)
F类-在a上扩展类型IIG公司-度量空间X(X)如果存在\(F\in\mathcal{F}\)和\(t>0)这样所有人\(x中的x、y、z),
$$G(x,y,z)>0\quad\Rightarrow\quad F\bigl(G(Tx,Ty,Tz)\bigr)\geqslant F\bigl(G(x,y,z)\bigr)+t$$
(7)
定理3.4
让
\((X,G)\)
是一个完整的
G公司-度量空间和
\(T:X\右箭头X\)
是一个满不在乎的人
F类-I型展开映射(或II型).然后
T型
具有唯一的固定点.
证明
让T型成为F类-从引理展开I型映射1.2,存在映射\(T^{*}:X\右箭头X\)这样的话\(循环T^{*}\)身份映射在上吗X(X).让\(x中的x,y\)任意点,以便\(x \ neq y \),并让\(\xi=T^{*}x\)和\(eta=T^{*}y\)显然,\(\xi\neq\eta\)和\(G(\xi,\eta,\eta)>0\)。通过使用(6)应用于ξ和η,我们有
$$F\bigl(G(T\xi,T\eta,T\esta)\bigr)\geqslead F\bigle(G$$
自\(T\xi=T(T^{*}x)=x\)和\(T\eta=T(T^{*}y)=y\),然后
$$F\bigl(G(x,y,y)\bigr)\geqslide F\bigle$$
所以\(T^{*}\)是一个F类-I型收缩G公司-度量空间\((X,G)\).定理3.2保证\(T^{*}\)具有唯一的固定点\(X中的u).要点单位也是一个固定点T型因为\(Tu=T(T^{*}u)=u\).
现在,我们证明了不动点的唯一性。假设v(v)是的另一个固定点T型不同于单位:\(Tu=u\neq v=Tv\).这意味着\(G(u,v,v)>0),所以(6)
$$0<t\leqslead F\bigl(G(Tu,Tv,Tv)\bigr)-F\bigl-(G(u,v,v)\bigr)=0$$
这是一个矛盾,因此\(u=v).
对于F类-扩展类型II的映射,需要\(z=y)并将证据应用于F类-I型扩张映射□
作为定理的推论3.4,采取\(F_{1}\在\mathcal{F}\中),参见示例1.5,我们得到以下结果。
推论3.5
[2],推论9.1.4
让
\((X,G)\)
是一个完整的
G公司-度量空间和
\(T:X\右箭头X\)
满脸愁容,让它存在
\(λ>1)
这样的话
$$G(Tx,Ty,Ty)\geqslead\lambda G(x,y,y)\quad\textit{代表所有}\quad x,y\ in x$$
或
$$G(Tx,Ty,Tz)\geqsleat\lambda G(x,y,z)\quad\textit{代表所有}\quad x,y和z\x$$
然后
T型
具有唯一的固定点.
备注3.6
如果T型不是猜测,之前的结果是错误的。考虑\(X=(-\infty,-1]\杯[1,\infty])被赋予G公司-公制\(G(x,y,z)=\垂直x-y\垂直+\垂直x-z\垂直+\垂直y-z\垂直)为所有人\(x中的x、y、z)和映射\(T:X\右箭头X\)由定义\(Tx=-2x\).然后\(G(Tx,Ty,Tz)\geqsleat 2G(x,y,z)\)为所有人\(x中的x、y、z)和T型没有固定点。
现在,我们将改进书中的一些结果[2]. 我们将使用以下观察结果:如果\(T:X\右箭头X\)是基于每个\(x\中的x_{0}\),存在一个序列\(x{n}\}\)这样的话\(Tx{n+1}=x{n}\)为所有人\(n\geqsleat 0)一般来说,序列\({x{n})验证上述条件不一定是唯一的。
定理3.7
让
\((X,G)\)
是一个完整的
G公司-度量空间,然后让
\(T:X\右箭头X\)
是一个满射映射.假设存在
\(F\in\mathcal{F}\)
和
\(t>0)
这样所有人
\(x中的x,y\),
$$G(x,Tx,y)>0\quad\Rightarrow\quad F\bigl(G\bigl-(Tx,T^{2} x,Ty\biger)\bigr)\geqslide F\bigl(G(x,Tx,y)\birgr)+t$$
(8)
然后
T型
具有唯一的固定点.
证明
让\(x\中的x_{0}\)随心所欲。自T型是悲观的,存在\(x中的x_{1}\)这样的话\(Tx_{1}=x_{0}\)。通过继续此过程,我们可以找到一个序列\({x{n}=Tx{n+1})为所有人\(n=0,1,2,\ldots\) . 如果存在\(n_{0}\in\mathbb{n}\cup\{0\}\)这样的话\(x{n{0}}=x{n}0}+1}\),然后\(x{n{0}+1}\)是的固定点T型.
现在假设\(x{n}\neqx{n+1})为所有人\(n\geqsleat 0).然后\(G(x_{n+1},x_{n},x_{n})>0\)为所有人\(n\geqsleat 0)、和来自(8)带有\(x=x{n+1}\)和\(y=x_{n}\),我们都有\(斜面1),
$$开始{对齐}F\bigl^{2} x个_{n+1},Tx_{n}\bigr)\bigr)\\&&\geqslant F\bigl(G(x_{n+1},Tx_{n+1},x_{n})\bigr)+t=F\bigl(G(x_{n+1},x_{n},x_{n})\bigr)+t,\end{aligned}$$
因此
$$t+F\bigl(G(x_{n+1},x_{n},x_{n})\bigr)\leqslate F\bigle(G$$
(9)
使用(9),以下适用于每个\(斜面1):
$$开始{对齐}F\bigl(x{1},x{0},x{0})\bigr)-nt.\end{aligned}$$
(10)
发件人(10)我们获得
$$\lim_{n\rightarrow\infty}F\bigl(G(x_{n+1},x_{n},x_{n)\bigr)=-\infty$$
其中包括(F类2) 给予
$$\lim_{n\rightarrow\infty}G(x_{n+1},x_{n},x_{n)=0$$
(11)
发件人(F类3) 存在\(k\英寸(0,1)\)这样的话
$$\lim_{n\rightarrow\infty}\bigl[G(x_{n+1},x_{n},x_{n)\bigr]^{k} F类\bigl(G(x{n+1},x{n},x{n})\bigr)=0$$
(12)
签署人(10),以下内容适用于所有人\(斜面1):
$$\开始{对齐}&\bigl[G(x_{n+1},x_{n},x_{n)\bigr]^{k} F类\bigl(G(x_{n+1},x_{n},x_{n})^{k} F类\bigl(G(x_{1},x_{0},x_{0{)\biger{n},x{n}]^{k} F类\bigl(G(x{1},x{0},x{0})\bigr)=-\bigl[G。\结束{对齐}$$
(13)
出租\(n\rightarrow\infty\)在(13)和使用(11), (12),我们获得
$$\lim_{n\rightarrow\infty}\bigl[G(x_{n+1},x_{n},x_{n})\bigr]^{k}\cdot n=0$$
(14)
现在,让我们从(14)存在\(n{1}\geqslide 1)这样的话
$$\bigl[G(x_{n+1},x_{n},x_{n})\bigr]^{k}\cdotn\leqslate 1\quad\mbox{代表所有}\quadn\geqslaten n_1}$$
因此,我们
$$G(x_{n+1},x_{n},x_{n})\leqsleat\frac{1}{n^{1/k}}\quad\mbox{for-all}\quadn\geqslead\n{1}$$
自从系列\(\sum_{i=1}^{\infty}\frac{1}{i^{1/k}}\)收敛,对于任何\(\varepsilon>0\),存在\(n{2}斜面1)这样的话\(sum_{i=n_{2}}^{infty}\frac{1}{i^{1/k}}<\varepsilon\)为了证明这一点\({x{n})是一个柯西序列,我们认为\(m>n>\最大\{n{1},n{2}\}\).来自[2],引理3.1.2(4),我们得到
$$开始{对齐}G(x_{m},x_{n},x_{n{)&\leqsleat\sum_{j=n}^{m-1}G(x{j+1},x{j},x{j})\leqslated\sum{j=n}^{infty}G(x{j+1}1/k}}<\varepsilon。\结束{对齐}$$
因此[2]、引理3.2.2和公理\((G_{4})\),\({x{n})是Cauchy在G公司-度量空间\((X,G)\).从完整性\((X,G)\),存在\(X中的u)这样的话\({x_{n}\}\右箭头u\).作为T型是悲观的,存在\(X中为w\)这样的话\(u=Tw\).来自(8)带有\(x=x{n+1}\)和\(y=w \),我们都有\(斜面1),
$$开始{对齐}F\bigl(G(x_{n},x_{n-1},u)\bigr)^{2} x个_{n+1},Tw\bigr)\&&\geqslant F\bigl(G(x_{n+1},Tx_{n+1},w)\bigr)+t=F\bigl(G(x_{n+1},x_{n},w)\bigr)+t,\end{aligned}$$
因此
$$F\bigl(G(x_{n},x_{n-1},u)\bigr)>F\bigle$$
(15)
由(F类1) 来自(15),我们有
$$G(x{n},x{n-1},u)>G(x_{n+1},x{n},w)\quad\mbox{forall}\quadn\geqsleat1$$
(16)
使用函数G公司每个变量都是连续的([2],定理3.2.2),取极限为\(n\rightarrow\infty\)在上述不等式中,我们得到
$$G(u,u,w)=\lim_{n\rightarrow\infty}G(x_{n},x_{n-1},u)=0$$
也就是说,\(u=w).然后单位是的固定点T型因为\(u=Tw=Tu\).
为了证明唯一性,假设\(u,v在X中)是两个固定点。如果\(Tu=u\neq v=Tv\),然后\(G(u,u,v)>0)因此,通过(8),
$$\begin{aligned}F\bigl(G(u,u,v)\bigr)&=F\bigle(G\bigl(Tu,T)^{2} u个,Tv\biger)\bigr)\\&\geqsleat F\bigl(G(u,Tu,v)\biger$$
这是一个矛盾,因为\(t>0)因此,\(u=v). □
拿\(F_{1}\在\mathcal{F}\中),参见示例1.5,我们得到以下结果。
推论3.8
[2],定理9.1.2
让
\((X,G)\)
是一个完整的
G公司-度量空间和
\(T:X\右箭头X\)
是一个满射映射.假设存在
\(λ>1)
这样的话
$$G\bigl(Tx,T^{2} x,Ty\bigr)\geqslead\lambda G(x,Tx,y)\quad\textit{表示所有}\quad x,y\in x$$
然后
T型
具有唯一的固定点.
下一个结果不能保证不动点的唯一性。
定理3.9
让
\((X,G)\)
是一个完整的
G公司-度量空间,然后让
\(T:X\右箭头X\)
是一个满射映射.假设存在
\(F\in\mathcal{F}\)
和
\(t>0)
这样所有人
\(x,y\在x\中),
$$G\bigl(x,Tx,T^{2} x\bigr)>0\quad\Rightarrow\quad F\bigl(G\bigl(Tx,Ty,T^{2} 年\bigr)\bigr^{2} x\较大)\较大)+t$$
(17)
然后
T型
有一个固定点.
证明
让\(x\中的x_{0}\)随心所欲。自T型是悲观的,存在\(x中的x_{1}\)这样的话\(x_{0}=Tx_{1}\)。通过继续此过程,我们可以找到一个序列\({x{n}=Tx{n+1})为所有人\(n\geqsleat 0).如果存在\(n_{0}\geqslide 0\)这样的话\(x_{n_{0}}=x_{n_{0}+1}\),然后\(x{n{0}+1}\)是的固定点T型.
现在,假设\(x{n}\neqx{n+1})为所有人\(n \ geqslant 0\).来自(17)带有\(x=x{n+1}\)和\(y=x{n}\),我们有\(G(x_{n+1},Tx_{n+1},T^{2} x个_{n+1})=G(x{n+1,x{n},x{n-1})>0\)和
$$开始{对齐}F\bigl(G(x_{n},x_{n-1},x_{n-2})^{2} x个_{n} \biger)\biger^{2} x个_{n+1}\bigr)\biger)+t=F\bigl(G(x_{n+1},x_{n},x _{n-1})\bigr)+t,\end{对齐}$$
因此
$$开始{对齐}F\bigl(G(x_{n+1},x_{n},x_{n-1})bigl(G(x{2},x{1},x{0})\bigr)-(n-1)t.\end{aligned}$$
(18)
发件人(18),我们获得
$$\lim_{n\rightarrow\infty}F\bigl(G(x_{n+1},x_{n},x_{n-1})\bigr)=-\infty$$
其中包括(F类2) 给予
$$\lim_{n\rightarrow\infty}G(x_{n+1},x_{n},x_{n-1})=0$$
模仿定理证明3.7,我们获得
$$\lim_{n\rightarrow\infty}\bigl[G(x_{n+1},x_{n},x_{n-1})\bigr]^{k}\cdot(n-1)=0$$
因此,存在\(n{1}\geqslide 1)这样的话
$$G(x{n+1},x{n},x{n-1})\leqsleat\frac{1}{(n-1)^{1/k}}\quad\mbox{表示全部}\quadn>n{1}$$
自从系列\(\sum_{i=1}^{\infty}\frac{1}{i^{1/k}}\)收敛,对于任何\(\varepsilon>0\),存在\(n{2}斜面1)这样的话\(sum_{i=n_{2}}^{infty}\frac{1}{i^{1/k}}<\varepsilon\)为了证明这一点\({x{n})是一个柯西序列,我们认为\(m>n>\最大\{n{1},n{2}\}\)。来源[2],引理3.1.2(4)和公理(\(G_{3}\)),\((G_{4})\),我们得到
$$开始{对齐}G(x_{m},x_{n},x_{n{)&\leqsleat\sum_{j=n}^{m-1}G(x{j+1},x{j},x{j})\leqslated\sum{j=n}^{infty}G(x{j+1}、x{j{,x_j})\&\ leqslead\sum{j=n}^{infty}G(x_{j+1},x{j},x{j-1})j^{1/k}}\leqslated\sum{j=n{2}}^{infty}\frac{1}{j^{1/1k}}<\varepsilon。\结束{对齐}$$
因此,通过[2],引理3.2.2,\({x{n})是Cauchy在G公司-度量空间\((X,G)\).从完整性\((X,G)\),存在\(u\在X\中)这样的话\({x_{n}\}\右箭头u\).作为T型是悲观的,存在\(X中为w\)这样的话\(u=Tw\).来自(17)带有\(x=w)和\(y=x{n+1}\),我们有
$$F\bigl(G(u,x_{n},x__{n-1})\bigr)=F\bigle(G\bigl-(Tw,Tx_{n+1},T^{2} x个_{n+1}\biger)\biger^{2} w个\较大)\较大)+t$$
所以
$$F\bigl(G^{2} w个\bigr)\bigr$$
使用(F类1) ,我们有
$$G\bigl(w、Tw、T^{2} w个\bigr)<G(u,x_{n},x_}n-1})\quad\mbox{for-all}\quad_n\geqsleat1$$
使用函数G公司每个变量都是连续的([2],定理3.2.2),取极限为\(n\rightarrow\infty\)在上述不等式中,我们得到
$$G\bigl(w、Tw、T^{2} w个\较大)=\lim_{n\rightarrow\infty}G(u,x_{n},x_}n-1})=0$$
也就是说,\(w=Tw=T^{2} w个\)因此,\(u=Tu\). □
拿\(F_{1}\在\mathcal{F}\中),参见示例1.5,我们得到以下结果。
推论3.10
[2],定理9.1.3
让
\((X,G)\)
是一个完整的
G公司-度量空间和
\(T:X\右箭头X\)
是一个满射映射.假设存在
\(λ>1)
这样的话
$$G\bigl(Tx、Ty、T^{2} 年\bigr)\geqslated\lambda G\bigl(x,Tx,T^{2} x\biger)\quad\textit{代表所有}\quad x,y\以x表示$$
然后
T型
有,至少,固定点.