1简介和前言

度量不动点理论在泛函分析中有许多应用。底层函数上的压缩条件对于寻找度量不动点问题的解起着重要作用。巴拿赫收缩原理是度量不动点理论中的一个显著结果。多年来,数学家将其推广到了不同的方向(参见[125]). 2012年,萨米特等。[24]介绍了α-ψ-收缩的和α-可容许映射,并建立了完备度量空间中此类映射的各种不动点定理。之后是卡拉皮纳尔和萨米特[19]推广这些概念以获得不动点结果。本文的目的是进一步修改α-ψ-收缩的和α-完备度量空间中的可容许映射及其不动点定理。我们的结果是对[19,24]. 此外,还给出了一些积分方程的例子和应用,以说明所得结果的可用性。

用Ψ表示非递减函数族ψ:[0,+)[0,+)这样的话 n个 = 1 ψ n个 (t吨)<+对所有人来说t吨>0,其中 ψ n个 n个第个迭代ψ.

下面的引理很明显。

引理1.1 如果 ψΨ,然后 ψ(t吨)<t吨 为所有人 t吨>0.

定义1.1[24]

T型是度量空间上的自映射(X(X),d日)然后让α:X(X)×X(X)[0,+)是一个函数。我们这么说T型是一个α-容许映射如果

x个,X(X),α(x个,)1α(T型x个,T型)1.

定义1.2[24]

T型度量空间上的自映射(X(X),d日)我们这么说T型是一个α-ψ-存在两个函数时的压缩映射α:X(X)×X(X)[0,+)ψΨ这样的话

α(x个,)d日(T型x个,T型)ψ ( d日 ( x个 , ) )

为所有人x个,X(X).

对于以下示例α-可接受和α-ψ-压缩映射,请参见[19,24]以及下一节中的示例。

2主要成果

我们首先修改了α-容许映射。

定义2.1T型度量空间上的自映射(X(X),d日)然后让α,η:X(X)×X(X)[0,+)是两个函数。我们这么说T型是一个α-关于的容许映射η如果

x个,X(X),α(x个,)η(x个,)α(T型x个,T型)η(T型x个,T型).

请注意,如果我们η(x个,)=1则该定义可简化为定义1.1。此外,如果我们采取α(x个,)=1然后我们说T型是一个η-亚容许映射。

我们的第一个结果如下。

定理2.1 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-关于的容许映射 η.假设

x个,X(X),α(x个,)η(x个,)d日(T型x个,T型)ψ ( M(M) ( x个 , ) ) ,
(2.1)

哪里 ψΨ

M(M)(x个,)=最大值 { d日 ( x个 , ) , d日 ( x个 , T型 x个 ) + d日 ( , T型 ) 2 , d日 ( x个 , T型 ) + d日 ( , T型 x个 ) 2 } .

阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 ,T型 x个 0 )η( x个 0 ,T型 x个 0 );

  2. (ii)

    任何一个 T型 是连续的或对于任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )η( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α( x个 n个 ,x个)η( x个 n个 ,x个) 为所有人 n个N个{0}.

然后 T型 有一个固定点.

证明 x个 0 X(X)是这样的α( x个 0 ,T型 x个 0 )η( x个 0 ,T型 x个 0 ).定义序列{ x个 n个 }在里面X(X)通过 x个 n个 = T型 n个 x个 0 =T型 x个 n个 1 为所有人n个N个.如果 x个 n个 + 1 = x个 n个 对一些人来说n个N个,那么x个= x个 n个 是的固定点T型并对结果进行了验证。因此,我们假设 x个 n个 + 1 x个 n个 对所有人来说n个N个.自T型是广义的α-关于的容许映射ηα( x个 0 ,T型 x个 0 )η( x个 0 ,T型 x个 0 ),我们推断α( x个 1 , x个 2 )=α(T型 x个 0 , T型 2 x个 0 )η(T型 x个 0 , T型 2 x个 0 )=η( x个 1 , x个 2 )。继续这个过程,我们得到α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )η( x个 n个 , x个 n个 + 1 )为所有人n个N个{0}。现在,通过(2.1)x个= x个 n个 1 ,= x个 n个 ,我们得到

d日(T型 x个 n个 1 ,T型 x个 n个 )ψ ( M(M) ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) .

另一方面,

M(M) ( x个 n个 1 , x个 n个 ) = 最大值 { d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) , d日 ( x个 n个 1 , T型 x个 n个 1 ) + d日 ( x个 n个 , T型 x个 n个 ) 2 , d日 ( x个 n个 1 , T型 x个 n个 ) + d日 ( x个 n个 , T型 x个 n个 1 ) 2 } = 最大值 { d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) , d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) + d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) 2 , d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 + 1 ) 2 } 最大值 { d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) , d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) + d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) 2 } 最大值 { d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) , d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) } ,

这意味着

d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )ψ ( 最大值 { d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) , d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) } ) .

现在,如果最大值{d日( x个 n个 1 , x个 n个 ),d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )}=d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )对一些人来说n个N个,那么

d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )ψ ( 最大值 { d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) , d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) } ) =ψ ( d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) ) <d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 ),

这是一个矛盾。因此,对于所有人来说n个N个,我们有

d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )ψ ( d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) .

通过归纳,我们有

d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) ψ n个 ( d日 ( x个 0 , x个 1 ) ) .

修复ϵ>0,存在N个N个这样的话

n个 N个 ψ n个 ( d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) ) <ϵ为所有人n个N个.

,n个N个具有>n个N个然后,通过三角不等式,我们得到

d日( x个 n个 , x个 ) k个 = n个 1 d日( x个 k个 , x个 k个 + 1 ) n个 N个 ψ n个 ( d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) ) <ϵ.

因此, , n个 , + d日( x个 n个 , x个 )=0.因此{ x个 n个 }是一个柯西序列。X(X)是完整的,有z(z)X(X)这样的话 x个 n个 z(z)作为n个现在,如果我们假设T型是连续的,那么我们有

T型z(z)= n个 T型 x个 n个 = n个 x个 n个 + 1 =z(z).

所以,z(z)是的固定点T型另一方面,因为

α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )η( x个 n个 , x个 n个 + 1 )

为所有人n个N个{0} x个 n个 z(z)作为n个,我们得到

α( x个 n个 ,z(z))η( x个 n个 ,z(z))

为所有人n个N个{0}然后从(2.1)我们得到

d日( x个 n个 + 1 ,T型z(z))ψ ( M(M) ( x个 n个 , z(z) ) ) ,

哪里

M(M)( x个 n个 ,z(z))=最大值 { d日 ( x个 n个 , z(z) ) , d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) + d日 ( z(z) , T型 z(z) ) 2 , d日 ( x个 n个 , T型 z(z) ) + d日 ( z(z) , x个 n个 + 1 ) 2 } .

M(M)( x个 n个 ,z(z))>0,那么

d日( x个 n个 + 1 ,T型z(z))ψ ( M(M) ( x个 n个 , z(z) ) ) <M(M)( x个 n个 ,z(z)).

通过将限制作为n个在上述不等式中,我们有

d日(z(z),T型z(z))= n个 d日( x个 n个 + 1 ,T型z(z)) n个 M(M)( x个 n个 ,z(z))= d日 ( z(z) , T型 z(z) ) 2 ,

这意味着d日(z(z),T型z(z))=0,,z(z)=T型z(z). □

通过采取η(x个,)=1在定理2.1中,我们得到了以下结果。

推论2.1 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-容许映射.假设 ψΨ,

x个,X(X),α(x个,)1d日(T型x个,T型)ψ ( M(M) ( x个 , ) ) .

阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 ,T型 x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α( x个 n个 ,x个)1 为所有人 n个N个{0}.

然后 T型 有一个固定点.

通过采取α(x个,)=1在定理2.1中,我们有以下推论。

推论2.2 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 η-不允许测绘.假设 ψΨ,

x个,X(X),η(x个,)1d日(T型x个,T型)ψ ( M(M) ( x个 , ) ) .

阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 η( x个 0 ,T型 x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 η( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 η( x个 n个 ,x个)1 为所有人 n个N个{0}.

然后 T型 有一个固定点.

显然,推论2.1暗示了以下结果。

推论2.3(的定理2.1和定理2.2[24])

(X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-容许映射.假设 ψΨ,

α(x个,)d日(T型x个,T型)ψ ( d日 ( x个 , ) )

为所有人保留 x个,X(X).阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 ,T型 x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α( x个 n个 ,x个)1 为所有人 n个N个{0}.

然后 T型 有一个固定点.

推论2.4(的定理2.3和定理2.4[19])

(X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-容许映射.假设 ψΨ,

α(x个,)d日(T型x个,T型)ψ ( M(M) ( x个 , ) ) x个,X(X),

哪里

M(M)(x个,)=最大值 { d日 ( x个 , ) , d日 ( x个 , T型 x个 ) + d日 ( , T型 ) 2 , d日 ( x个 , T型 ) + d日 ( , T型 x个 ) 2 } .

阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 ,T型 x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α( x个 n个 ,x个)1 为所有人 n个N个{0}.

然后 T型 有一个固定点.

示例2.1X(X)=[0,)被赋予通常的度量标准d日(x个,)=|x个|为所有人x个,X(X)然后让T型:X(X)X(X)由定义

T型x个={ x个 2 ( x个 + 1 ) 如果 x个 [ 0 , 1 ] , 自然对数 x个 + | x个 | 如果 x个 ( 1 , ) .

还定义α:X(X)×X(X)[0,+)ψ:[0,)[0,)通过

α(x个,)={ 4 如果 x个 , [ 0 , 1 ] , 0 否则 ψ(t吨)= 1 2 t吨.

我们证明结论2.1可以应用于T型.但的定理2.2[24]和的定理2.4[19]无法应用于T型.

显然,(X(X),d日)是一个完整的度量空间。我们展示了这一点T型是一个α-容许映射。x个,X(X),如果α(x个,)1,那么x个,[0,1]另一方面,对于所有人来说x个[0,1]我们有T型x个1。由此可见α(T型x个,T型)1因此,该断言成立。基于上述论点,α(0,T型0)1.

现在,如果{ x个 n个 }是中的序列X(X)这样的话α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1对所有人来说n个N个{0} x个 n个 x个作为n个+,那么{ x个 n个 }[0,1]因此x个[0,1]。这意味着α( x个 n个 ,x个)1为所有人n个N个.

α(x个,)1.然后x个,[0,1].我们得到

d日 ( T型 x个 , T型 ) = T型 T型 x个 = 2 ( + 1 ) x个 2 ( x个 + 1 ) = x个 2 ( 1 + x个 ) ( 1 + ) x个 2 = 1 2 d日 ( x个 , ) 1 2 M(M) ( x个 , ) = ψ ( M(M) ( x个 , ) ) .

那就是,

α(x个,)1d日(T型x个,T型)ψ ( M(M) ( x个 , ) ) .

结论2.1的所有条件均成立。因此,T型有一个固定点。x个=0=1,那么

α(0,1)d日(T型0,T型1)=1>1/2=ψ ( d日 ( 0 , 1 ) ) .

也就是说[24]无法应用于T型.

此外,通过类似的方法,我们可以证明[19]无法应用于T型.

通过下面的简单示例,我们表明我们的结果改进了Samet的结果等。[24]卡拉皮纳尔和萨米特的结果[19].

例2.2X(X)=[0,)被赋予通常的度量标准d日(x个,)=|x个|为所有人x个,X(X)然后让T型:X(X)X(X)由定义T型x个= 1 4 x个此外,定义α: X(X) 2 [0,)通过α(x个,)=ψ:[0,)[0,)通过ψ(t吨)= 1 2 t吨.

显然,T型是一个α-容许映射。也,α(x个,)=1为所有人x个,X(X)因此,

d日(T型x个,T型)= 1 4 |x个| 1 2 |x个|=ψ ( d日 ( x个 , ) ) ψ ( M(M) ( x个 , ) ) .

那么推论2.1的条件成立,并且T型有一个固定点。但如果我们选择x个=4=8,那么

α(4,8)d日(T型4,T型8)=>2=ψ ( d日 ( 4 , 8 ) ) .

也就是说[24]无法应用于T型类似地,我们可以证明[19]无法应用于T型进一步注意,巴拿赫收缩原理适用于本例。

示例2.3X(X)=[0,)被赋予通常的度量d日(x个,)=|x个|为所有人x个,X(X)然后让T型:X(X)X(X)由定义

T型x个={ 1 4 x个 2 如果 x个 [ 0 , 1 ] , 2 x个 + 1 如果 x个 ( 1 , ) .

还定义α,η:X(X)×X(X)[0,+)ψ:[0,)[0,)通过

η(x个,)={ 1 如果 x个 , [ 0 , 1 ] , 4 否则 ψ(t吨)= 1 2 t吨.

我们证明,推论2.2可以应用于T型但巴拿赫收缩原理不能应用于T型.

显然,(X(X),d日)是一个完整的度量空间。我们证明了这一点T型是一个η-亚容许映射。x个,X(X),如果η(x个,)1,那么x个,[0,1]另一方面,对于所有人来说x个[0,1],我们有T型x个1。由此可见η(T型x个,T型)1此外,η(0,T型0)1.

现在,如果{ x个 n个 }是中的序列X(X)这样的话η( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1为所有人n个N个{0} x个 n个 x个作为n个+,那么{ x个 n个 }[0,1]因此x个[0,1]。这意味着η( x个 n个 ,x个)1为所有人n个N个.

η(x个,)1.然后x个,[0,1].我们得到

d日(T型x个,T型)= 1 4 |x个||x个+| 1 2 |x个| 1 2 M(M)(x个,)=ψ ( M(M) ( x个 , ) ) .

那就是,

η(x个,)1d日(T型x个,T型)ψ ( M(M) ( x个 , ) ) .

那么,推论2.2的条件成立。因此,T型有一个固定点。x个=2,=第页[0,1).然后

d日(T型2,T型)=38>1>第页=第页d日(2,).

也就是说,巴拿赫收缩原理不能应用于T型.

从我们的结果中,我们可以推断出以下推论。

推论2.5 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-容许映射.假设

( α ( x个 , ) + ) d日 ( T型 x个 , T型 ) ( 1 + ) ψ ( d日 ( x个 , ) )
(2.2)

为所有人保留 x个,X(X),哪里 ψΨ >0.阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 ,T型 x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α( x个 n个 ,x个)1 为所有人 n个N个{0}.

然后 T型 有一个固定点.

证明α(x个,)1到(2.2)时,我们已经

( 1 + ) d日 ( T型 x个 , T型 ) ( α ( x个 , ) + ) d日 ( T型 x个 , T型 ) ( 1 + ) ψ ( d日 ( x个 , ) ) .

然后d日(T型x个,T型)ψ(d日(x个,))因此,推论2.1的条件适用于(f)有一个固定点。□

同样,我们有以下推论。

推论2.6 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-容许映射.假设

( d日 ( T型 x个 , T型 ) + ) α ( x个 , ) ψ ( d日 ( x个 , ) ) +
(2.3)

坚持到底 x个,X(X),哪里 ψΨ >0.阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 ,T型 x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1 对所有人来说 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α( x个 n个 ,x个)1 为所有人 n个N个{0}.

然后 T型 有一个固定点.

注意Dutta和Choudhury的主要定理[9]保持为true,如果ϕ是下半连续的,而不是连续的(参见,例如, [1,8]).

我们假设

Ψ 1 = { ψ : [ 0 , ) [ 0 , ) 这样的话 ψ 非递减且连续 }

Φ= { φ : [ 0 , ) [ 0 , ) 这样的话 φ 是下半连续的 } ,

哪里ψ(t吨)=φ(t吨)=0当且仅当t吨=0.

定理2.2 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-关于的容许映射 η.假设 ψ Ψ 1 φΦ,

x个 , X(X) , α ( x个 , T型 x个 ) α ( , T型 ) η ( x个 , T型 x个 ) η ( , T型 ) ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) ψ ( d日 ( x个 , ) ) φ ( d日 ( x个 , ) ) .
(2.4)

阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 ,T型 x个 0 )η( x个 0 ,T型 x个 0 );

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )η( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α(x个,T型x个)η(x个,T型x个) 为所有人 n个N个{0}.

然后 T型 有一个固定点.

证明 x个 0 X(X)这样的话α( x个 0 ,T型 x个 0 )η( x个 0 ,T型 x个 0 ).定义序列{ x个 n个 }在里面X(X)通过 x个 n个 = T型 n个 x个 0 =T型 x个 n个 1 为所有人n个N个.如果 x个 n个 + 1 = x个 n个 对一些人来说n个N个,那么x个= x个 n个 是的固定点T型并对结果进行了验证。我们认为 x个 n个 + 1 x个 n个 对所有人来说n个N个.自T型是一个α-关于的容许映射ηα( x个 0 ,T型 x个 0 )η( x个 0 ,T型 x个 0 ),我们推断α( x个 1 , x个 2 )=α(T型 x个 0 , T型 2 x个 0 )η(T型 x个 0 , T型 2 x个 0 )=η( x个 1 , x个 2 )。通过继续此过程,我们获得α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )η( x个 n个 , x个 n个 + 1 )为所有人n个N个{0}显然,

α( x个 n个 1 ,T型 x个 n个 1 )α( x个 n个 ,T型 x个 n个 )η( x个 n个 1 ,T型 x个 n个 1 )η( x个 n个 ,T型 x个 n个 ).

现在,通过(2.4)x个= x个 n个 1 ,= x个 n个 ,我们有

ψ ( d日 ( T型 x个 n个 1 , T型 x个 n个 ) ) ψ ( d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) φ ( d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) ,

这意味着

ψ ( d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) ) ψ ( d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) φ ( d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) ψ ( d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) .
(2.5)

ψ正在增加,我们得到

d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )d日( x个 n个 1 , x个 n个 )

为所有人n个N个也就是说,{ d日 n个 :=d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )}是正实数的非递增序列。然后就有了第页0这样的话 n个 d日 n个 =第页.我们将证明这一点第页=0.通过将极限下确界取为n个在(2.5)中,我们有

ψ(第页)ψ(第页)φ(第页).

因此ϕ(第页)=0也就是说,第页=0.然后

n个 d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )=0.
(2.6)

相反,假设{ x个 n个 }不是Cauchy序列。然后是ε>0和序列{(k个)}{n个(k个)}对于所有正整数k个,

n个(k个)>(k个)>k个,d日( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) )εd日( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) 1 )<ε.

现在,为了所有人k个N个,我们有

ε d日 ( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) ) d日 ( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) 1 ) + d日 ( x个 ( k个 ) 1 , x个 ( k个 ) ) < ε + d日 ( x个 ( k个 ) 1 , x个 ( k个 ) ) .

将限额视为k个+在上面的不等式和使用(2.6)中,我们得到

k个 + d日( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) )=ε.
(2.7)

d日( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) )d日( x个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) + 1 )+d日( x个 ( k个 ) + 1 , x个 n个 ( k个 ) + 1 )+d日( x个 n个 ( k个 ) + 1 , x个 n个 ( k个 ) )

d日( x个 n个 ( k个 ) + 1 , x个 ( k个 ) + 1 )d日( x个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) + 1 )+d日( x个 ( k个 ) , x个 n个 ( k个 ) )+d日( x个 n个 ( k个 ) + 1 , x个 n个 ( k个 ) ),

然后将该限制作为k个+在上述不等式中,通过使用(2.6)和(2.7),我们得出

k个 + d日( x个 n个 ( k个 ) + 1 , x个 ( k个 ) + 1 )=ε.
(2.8)

另一方面,

α( x个 n个 ( k个 ) ,T型 x个 n个 ( k个 ) )α( x个 ( k个 ) ,T型 x个 ( k个 ) )η( x个 n个 ( k个 ) ,T型 x个 n个 ( k个 ) )η( x个 ( k个 ) ,T型 x个 ( k个 ) ).

然后,通过(2.4)x个= x个 n个 ( k个 ) = x个 ( k个 ) ,我们得到

ψ ( d日 ( x个 n个 ( k个 ) + 1 , x个 ( k个 ) + 1 ) ) ψ ( d日 ( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) ) ) φ ( d日 ( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) ) ) .

通过将限制作为k个在上述不等式中,应用(2.7)和(2.8),我们得到

ψ(ε)ψ(ε)φ(ε).

那就是,ε=0,这是一个矛盾。因此{ x个 n个 }是一个柯西序列。X(X)是完整的,那么z(z)X(X)这样的话 x个 n个 z(z)首先我们假设T型是连续的。然后我们推断

T型z(z)= n个 T型 x个 n个 = n个 x个 n个 + 1 =z(z).

所以,z(z)是的固定点T型另一方面,因为

α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )η( x个 n个 , x个 n个 + 1 )

为所有人n个N个0 x个 n个 z(z)作为n个,所以

α(z(z),T型z(z))η(z(z),T型z(z)),

这意味着

α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )α(z(z),T型z(z))η( x个 n个 , x个 n个 + 1 )η(z(z),T型z(z)).

现在,通过(2.4),我们得到

ψ ( d日 ( x个 n个 + 1 , T型 z(z) ) ) =ψ ( d日 ( T型 x个 n个 , T型 z(z) ) ) ψ ( d日 ( x个 n个 , z(z) ) ) φ ( d日 ( x个 n个 , z(z) ) ) .

通过限制inf asn个在上述不等式中,我们有

ψ ( d日 ( z(z) , T型 z(z) ) ) = n个 ψ ( d日 ( x个 n个 + 1 , T型 z(z) ) ) =0.

那就是,z(z)=T型z(z). □

通过采取η(x个,)=1在定理2.2中,我们推导出以下推论。

推论2.7 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-容许映射.假设 ψ Ψ 1 φΦ,

x个,X(X),α(x个,T型x个)α(,T型)1ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) ψ ( d日 ( x个 , ) ) φ ( d日 ( x个 , ) ) .

阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 ,T型 x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α(x个,T型x个)1.

然后 T型 有一个固定点.

通过采取α(x个,)=1在定理2.2中,我们推导出以下推论。

推论2.8 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 η-不允许测绘.假设 ψ Ψ 1 φΦ,

x个,X(X),η(x个,T型x个)η(,T型)1ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) ψ ( d日 ( x个 , ) ) φ ( d日 ( x个 , ) ) .

阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 η( x个 0 ,T型 x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 是连续的或对于任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 η( x个 n个 , x个 n个 + 1 )1 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 η(x个,T型x个)1.

然后 T型 有一个固定点.

例2.4X(X)=[0,)被赋予通常的度量标准

d日(x个,)={ 最大值 { x个 , } 如果 x个 , 0 如果 x个 =

为所有人x个,X(X),并让T型:X(X)X(X)由定义

T型x个={ x个 x个 2 2 如果 x个 [ 0 , 1 ] , 2 x个 如果 x个 ( 1 , ) .

还定义α:X(X)×X(X)[0,+)ψ,φ:[0,)[0,)通过

α(x个,)={ 1 如果 x个 , [ 0 , 1 ] , 1 2 否则 , ψ(t吨)=t吨φ(t吨)= 1 2 t吨.

我们证明,推论2.7可以应用于T型,但中的主要定理[9]无法应用于T型.

通过与示例2.1类似的证明,我们表明T型是一个α-容许映射。假设α(x个,T型x个)α(,T型)1现在,如果x个[0,1],那么α(x个,T型x个)= 1 2 等等α(x个,T型x个)α(,T型)<1这是矛盾的。如果[0,1]同样,α(x个,T型x个)α(,T型)<1这是矛盾的。因此,α(x个,T型x个)α(,T型)1暗示x个,[0,1]因此,我们得到

ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) =最大值 { x个 x个 2 2 , 2 2 } 1 2 最大值{x个,}=ψ ( d日 ( x个 , ) ) φ ( d日 ( x个 , ) ) .

那就是,

α(x个,T型x个)α(,T型)1ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) ψ ( d日 ( x个 , ) ) φ ( d日 ( x个 , ) ) .

符合推论2.7的条件。因此,T型有一个固定点。x个=2=,那么

ψ ( d日 ( T型 2 , T型 ) ) =6>1/2=ψ ( d日 ( 2 , ) ) φ ( d日 ( 2 , ) ) .

也就是说,中的主要定理[9]无法应用于T型.

例2.5X(X)=[0,)被赋予通常的度量d日(x个,)=|x个|为所有人x个,X(X),并让T型:X(X)X(X)由定义

T型x个={ 1 5 ( 1 x个 ) 如果 x个 [ 0 , 1 ] , | ( π 2 x个 ) | 如果 x个 ( 1 , ) .

还定义η:X(X)×X(X)[0,+)ψ,φ:[0,)[0,)通过

η(x个,)={ 1 如果 x个 , [ 0 , 1 ] , 7 否则 , ψ(t吨)=t吨φ(t吨)= 2 5 t吨.

我们证明,推论2.8可以应用于T型,但中的主要定理[9]无法应用于T型.

通过与示例2.3类似的证明,我们可以证明T型是一个η-亚容许映射。

假设η(x个,T型x个)η(,T型)1现在,如果x个[0,1],那么η(x个,T型x个)η(,T型)>1,这是一个矛盾。同样,[0,1]这是一个矛盾。因此,η(x个,T型x个)η(,T型)1暗示x个,[0,1].我们得到

ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) = 1 5 |x个| | x个 2 + x个 + 2 | 5 |x个|=ψ ( d日 ( x个 , ) ) φ ( d日 ( x个 , ) ) .

那就是,

η(x个,T型x个)η(,T型)1d日(T型x个,T型)ψ ( d日 ( x个 , ) ) φ ( d日 ( x个 , ) ) .

那么推论2.8的条件成立T型有一个固定点。x个=2,=.然后T型2=0T型=1,这意味着

ψ ( d日 ( T型 2 , T型 ) ) =1> 5 =ψ ( d日 ( 2 , ) ) φ ( d日 ( 2 , ) ) .

也就是说,中的主要定理[9]无法应用于T型.

1984年可汗等。[20]证明了以下定理。

定理2.3 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 做一个自我-映射于 X(X).假设

ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) c(c)ψ ( d日 ( x个 , ) ) x个,X(X),

哪里 ψ Ψ 1 0<c(c)<1.然后 T型 具有唯一的固定点.

定理2.4 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 是广义的 α-关于的容许映射 η.假设

x个,X(X),α(x个,x个)α(,)η(x个,x个)η(,)ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) c(c)ψ ( d日 ( x个 , ) ) ,
(2.9)

哪里 ψ Ψ 1 0<c(c)<1.阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 , x个 0 )η( x个 0 , x个 0 );

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 )η( x个 n个 , x个 n个 ) 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α(x个,x个)η(x个,x个).

然后 T型 有一个固定点.

证明 x个 0 X(X)这样的话α( x个 0 , x个 0 )η( x个 0 , x个 0 ).定义序列{ x个 n个 }在里面X(X)通过 x个 n个 = T型 n个 x个 0 =T型 x个 n个 1 为所有人n个N个.如果 x个 n个 + 1 = x个 n个 对一些人来说n个N个,那么x个= x个 n个 是的固定点T型并对结果进行了验证。因此,我们假设 x个 n个 + 1 x个 n个 对所有人来说n个N个.自T型是广义的α-关于的容许映射ηα( x个 0 , x个 0 )η( x个 0 , x个 0 ),我们推断α( x个 1 , x个 1 )=α(T型 x个 0 ,T型 x个 0 )η(T型 x个 0 ,T型 x个 0 )=η( x个 1 , x个 1 )。通过继续此过程,我们获得α( x个 n个 , x个 n个 )η( x个 n个 , x个 n个 )为所有人n个N个{0}显然,

α( x个 n个 1 , x个 n个 1 )α( x个 n个 , x个 n个 )η( x个 n个 1 , x个 n个 1 )η( x个 n个 , x个 n个 ).

现在,通过(2.9)x个= x个 n个 1 ,= x个 n个 ,我们有

ψ ( d日 ( x个 n个 , x个 n个 + 1 ) ) =ψ ( d日 ( T型 x个 n个 1 , T型 x个 n个 ) ) c(c)ψ ( d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) <ψ ( d日 ( x个 n个 1 , x个 n个 ) ) .
(2.10)

自,ψ正在增加,我们得到

d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )d日( x个 n个 1 , x个 n个 )

为所有人n个N个也就是说,{ d日 n个 :=d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )}是正实数的非递增序列。然后就有了第页0这样的话 n个 d日 n个 =第页。我们将证明第页=0.将限额视为n个在(2.10)中,我们有

ψ(第页)c(c)ψ(第页),

这意味着ψ(第页)=0,,第页=0.然后

n个 d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )=0.
(2.11)

相反,假设{ x个 n个 }不是柯西序列。按照定理2.2的证明,存在ϵ>0这样所有人k个N个存在n个(k个),(k个)N个具有(k个)>n个(k个)k个这样的话

k个 + d日( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) )=ε
(2.12)

k个 + d日( x个 n个 ( k个 ) + 1 , x个 ( k个 ) + 1 )=ε.
(2.13)

显然,

α( x个 n个 ( k个 ) , x个 n个 ( k个 ) )α( x个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) )η( x个 n个 ( k个 ) , x个 n个 ( k个 ) )η( x个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) ).

然后,通过(2.9)x个= x个 n个 ( k个 ) = x个 ( k个 ) ,我们得到

ψ ( d日 ( x个 n个 ( k个 ) + 1 , x个 ( k个 ) + 1 ) ) =ψ ( d日 ( T型 x个 n个 ( k个 ) , T型 x个 ( k个 ) ) ) c(c)ψ ( d日 ( x个 n个 ( k个 ) , x个 ( k个 ) ) ) .

将限额视为k个在上述不等式中,并应用(2.12)和(2.13),我们得到

ψ(ϵ)c(c)ψ(ϵ),

等等ϵ=0,这是一个矛盾。因此{ x个 n个 }是一个柯西序列。X(X)是完整的,那么z(z)X(X)这样的话 x个 n个 z(z)首先,我们假设T型是连续的。然后,我们推断

T型z(z)= n个 T型 x个 n个 = n个 x个 n个 + 1 =z(z).

所以,z(z)是的固定点T型另一方面,因为

α( x个 n个 , x个 n个 )η( x个 n个 , x个 n个 )

为所有人n个N个{0} x个 n个 z(z)作为n个,我们得到

α(z(z),z(z))η(z(z),z(z)),

这意味着

α(z(z),z(z))α( x个 n个 , x个 n个 )η(z(z),z(z))η( x个 n个 , x个 n个 ).

然后通过(2.12)我们推导出

ψ ( d日 ( x个 n个 + 1 , T型 z(z) ) ) =ψ ( d日 ( T型 x个 n个 , T型 z(z) ) ) c(c)ψ ( d日 ( x个 n个 , z(z) ) ) .

将限额视为n个在上述不等式中,我们有

ψ ( d日 ( z(z) , T型 z(z) ) ) ψ(0)=0

然后z(z)=T型z(z). □

推论2.9 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 成为 α-容许映射.假设

x个,X(X),α(x个,x个)α(,)1ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) c(c)ψ ( d日 ( x个 , ) ) ,

哪里 ψ Ψ 1 0<c(c)<1.阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 α( x个 0 , x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 α( x个 n个 , x个 n个 )1 为所有人 n个N个{0} x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 α(x个,x个)1.

然后 T型 有一个固定点.

推论2.10 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 T型 是广义的 α-关于的容许映射 η.假设

x个,X(X),η(x个,x个)η(,)1ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) c(c)ψ ( d日 ( x个 , ) ) ,

哪里 ψ Ψ 1 0<c(c)<1.阿尔索,假设以下断言成立:

  1. (i)

    存在 x个 0 X(X) 这样的话 η( x个 0 , x个 0 )1;

  2. (ii)

    任何一个 T型 连续或任何序列 { x个 n个 } 在里面 X(X) 具有 η( x个 n个 , x个 n个 )1 对所有人来说 n个N个0 x个 n个 x个 作为 n个+,我们有 η(x个,x个)1.

然后 T型 有一个固定点.

示例2.6X(X)=[0,)被赋予通常的度量标准

d日(x个,)={ 最大值 { x个 , } 如果 x个 , 0 如果 x个 =

为所有人x个,X(X),并让T型:X(X)X(X)由定义

T型x个={ x个 x个 5 8 如果 x个 [ 0 , 1 ] , 2 x个 2 + | ( x个 2 ) ( x个 ) | 如果 x个 ( 1 , ) .

还定义α:X(X)×X(X)[0,+)ψ,φ:[0,)[0,)通过

α(x个,)={ 1 如果 x个 , [ 0 , 1 ] , 1 2 否则 ψ(t吨)= t吨 2 .

我们证明结论2.9可以应用于T型但定理2.3不能应用于T型.

通过与实施例2.1类似的证明,我们表明T型是一个α-容许映射。假设α(x个,x个)α(,)1现在,如果x个[0,1],那么α(x个,x个)= 1 2 等等α(x个,x个)α(,)<1这是矛盾的。如果[0,1]同样,α(x个,x个)α(,)<1这是矛盾的。因此,α(x个,x个)α(,)1暗示x个,[0,1]因此,我们得到

ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) = ( 最大值 { x个 x个 5 8 , 5 8 } ) 2 1 16 ( 最大值 { x个 , } ) 2 = 1 16 ψ ( d日 ( x个 , ) ) .

那就是,

α(x个,x个)α(,)1ψ ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) 1 16 ψ ( d日 ( x个 , ) ) .

那么,推论2.9的条件成立。因此,T型有一个固定点。x个=2=,那么T型2=8T型=18,因此

ψ ( d日 ( T型 2 , T型 ) ) =100> 1 16 = 1 16 ψ ( d日 ( 2 , ) ) .

也就是说,定理2.3不能应用于T型.

3积分方程解存在性的应用

许多论文研究了积分方程,如(3.1)(参见[2,11]以及其中的参考)。在本节中,我们寻找(3.1)In的非负解X(X)=C类([0,T型],R(右)).让X(X)=C类([0,T型],R(右))是定义于[0,T型]然后让d日:X(X)×X(X) R(右) + 由定义

d日(x个,)= x个

为所有人x个,X(X).然后(X(X),d日)是一个完整的度量空间。

考虑积分方程

x个(t吨)=第页(t吨)+ 0 T型 S公司(t吨,)(f) ( , x个 ( ) ) d日,
(3.1)

然后让F类:X(X)X(X)由定义

F类(x个)(t吨)=第页(t吨)+ 0 T型 S公司(t吨,)(f) ( , x个 ( ) ) d日.
(3.2)

我们假设

  1. (A)

    (f):[0,T型]×R(右)R(右)是连续的;

  2. (B)

    第页:[0,T型]R(右)是连续的;

  3. (C)

    S公司:[0,T型]×R(右)[0,+)是连续的;

  4. (D)

    存在ψΨθ:X(X)×X(X)R(右)如果θ(x个,)0对于x个,X(X),然后针对每个[0,T型]我们有

    0 (f) ( , x个 ( ) ) (f) ( , ( ) ) ψ ( 最大值 { | x个 ( ) ( ) | , 1 2 [ | x个 ( ) F类 ( x个 ( ) ) | + | ( ) F类 ( ( ) ) | ] , 1 2 [ | x个 ( ) F类 ( ( ) ) | + | ( ) F类 ( x个 ( ) ) | ] } ) ;
  5. (F)

    存在 x个 0 X(X)这样的话θ( x个 0 ,F类( x个 0 ))0;

  6. (G)

    如果θ(x个,)0,x个,X(X),那么θ(F类x个,F类)0;

  7. (H)

    如果{ x个 n个 }是中的序列X(X)这样的话θ( x个 n个 , x个 n个 + 1 )0为所有人n个N个{0} x个 n个 x个作为n个+,那么θ( x个 n个 ,x个)0为所有人n个N个{0};

  8. (J)

    0 T型 S公司(t吨,)d日1对所有人来说t吨[0,T型]R(右).

定理3.1 在假设条件下(A) -(J),积分方程(3.1)在中有解决方案 X(X)=C类([0,T型],R(右)).

证明考虑映射F类:X(X)X(X)定义见(3.2)。

根据条件(D),我们推断

| F类 ( x个 ) ( t吨 ) F类 ( ) ( t吨 ) | = | 0 T型 S公司 ( t吨 , ) [ (f) ( , x个 ( ) ) (f) ( , ( ) ) ] d日 | 0 T型 S公司 ( t吨 , ) | (f) ( , x个 ( ) ) (f) ( , ( ) ) | d日 0 T型 S公司 ( t吨 , ) [ ψ ( 最大值 { | x个 ( ) ( ) | , 1 2 [ | x个 ( ) F类 ( x个 ( ) ) | + | ( ) F类 ( ( ) ) | ] , 1 2 [ | x个 ( ) F类 ( ( ) ) | + | ( ) F类 ( x个 ( ) ) | ] } ) ] d日 0 T型 S公司 ( t吨 , ) [ ψ ( 最大值 { x个 ( ) ( ) , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( x个 ( ) ) + ( ) F类 ( ( ) ) ] , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( ( ) ) + ( ) F类 ( x个 ( ) ) ] } ) ] d日 = ( 0 T型 S公司 ( t吨 , ) d日 ) ψ ( 最大值 { x个 ( ) ( ) , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( x个 ( ) ) + ( ) F类 ( ( ) ) ] , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( ( ) ) + ( ) F类 ( x个 ( ) ) ] } ) ψ ( 最大值 { x个 ( ) ( ) , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( x个 ( ) ) + ( ) F类 ( ( ) ) ] , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( ( ) ) + ( ) F类 ( x个 ( ) ) ] } ) .

然后

F类 x个 F类 ψ ( 最大值 { x个 ( ) ( ) , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( x个 ( ) ) + ( ) F类 ( ( ) ) ] , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( ( ) ) + ( ) F类 ( x个 ( ) ) ] } ) .

现在,定义α:X(X)×X(X)[0,+)通过

α(x个,)={ 1 如果 θ ( x个 , ) 0 , 0 否则 .

那就是,α(x个,)1暗示

F类 x个 F类 ψ ( 最大值 { x个 ( ) ( ) , 1 2 [ x个 ( ) F类 ( x个 ( ) ) + ( ) F类 ( ( ) ) ] , F类 x个 F类 1 2 [ x个 ( ) F类 ( ( ) ) + ( ) F类 ( x个 ( ) ) ] } ) , F类 x个 F类 ψ ( 最大值 { x个 , 1 2 [ x个 F类 ( x个 ) + F类 ( ) ] , F类 x个 F类 1 2 [ x个 F类 ( ) + F类 ( x个 ) ] } ) .

结论2.1的所有假设都得到满足,因此映射F类有一个不动点,它是X(X)=C类([0,T型],R(右))积分方程的(.1). □