证明像往常一样,我们取ξ0∈X这样的话α(Τξ0, ξ0)≥1和α(ξ0,T型ξ0)≥1并构造序列{ξn个}作为
ξn个+1=T型ξn个 对于 n个∈N个。
请注意,如果对于某些n个0≥0我们有ξn个0=ξn个0+1然后进行证明,即。,ξn个0是的固定点Τ.假设ξn个≠ξn个+1为所有人n个≥ 0. 由于准b-类度量空间中缺乏对称条件,我们将证明序列{ξn个}既有左也有右——柯西。
从条件来看(我)和(ii(ii)),我们有
(6)α(ξ1,ξ0)=α(T型ξ0,ξ0)≥1⇒α(T型ξ1,T型ξ0)=α(ξ2,ξ1)≥1,
和
(7)α(ξ0,ξ1)=α(ξ0,T型ξ0)≥1⇒α(T型ξ0,T型ξ1)=α(ξ1,ξ2)≥1,
或者,一般来说
(8)α(ξn个+1,ξn个)≥1和α(ξn个,ξn个+1)≥1∀n个∈N个。
关于(8),带有ξ的收缩条件(3)=ξn个+1和n个=ξn个成为
(9)ρb条(ξn个+1,ξn个)=ρb条(T型ξn个,T型ξn个−1)≤α(ξn个,ξn个−1)ρb条(T型ξn个,T型ξn个−1)≤φb条(M(M)(ξn个,ξn个−1)),
哪里
M(M)(ξn个,ξn个−1)=最大值{ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(T型ξn个,ξn个),ρb条(T型ξn个−1,ξn个−1),14秒[ρb条(T型ξn个,ξn个−1)+ρb条(T型ξn个−1,ξn个)]}=最大值{ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(ξn个+1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个−1),14秒[ρb条(ξn个+1,ξn个−1)+ρb条(ξn个,ξn个)]}
观察中的最后一个学期Μ(ξn个, ξn-1个),根据三角形不等式
(10)14秒[ρb条(ξn个+1,ξn个−1)+ρb条(ξn个,ξn个)]≤14[ρb条(ξn个+1,ξn个)+ρb条(ξn个−1,ξn个)+ρb条(ξn个,ξn个+1)ρb条(ξn个+1,ξn个)]14[ρb条(ξn个+1,ξn个)+ρb条(ξn个,ξn个−1)+ρb条(ξn个,ξn个+1)+ρb条(ξn个+1,ξn个)]=14[2ρb条(ξn个+1,ξn个)+ρb条(ξn个,ξn个−1)+ρb条(ξn个,ξn个+1)]≤最大值{ρb条(ξn个+1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(ξn个,ξn个+1)},
因此,要么Μ(ξn个,ξn-1个)=最大值{ρb条(ξn+1个,ξn个), ρb条(ξn个, ξn-1个)}或收(ξn个, ξn-1个)≤ρb条(ξn个, ξn+1个). 现在,我们将检查所有三个案例。
案例1。假设Μ(ξn个, ξn-1个)= ρb条(ξn+1个,ξn个)对一些人来说n个≥1。自ρb条(ξn+1个,ξn个)>0,从(9)开始,我们有
ρb条(ξn个+1,ξn个)≤φb条(M(M)(ξn个,ξn个−1))=φb条(ρb条(ξn个+1,ξn个))<ρb条(ξn个+1,ξn个)
这是一个矛盾。因此,对于所有人来说n个≥1或M(M)(ξn个, ξn-1个)= ρb条(ξn个, ξn-1个)或M(M)(ξn个, ξn-1个) ≤ρb条(ξn个, ξn+1个).
案例2。假设Μ(ξn个, ξn个-1)= ρb条(ξn个,ξn个-1)对一些人来说n个≥ 1. 关于φb条∈ Φb条和(9),我们得到
ρb条(ξn个+1,ξn个)≤φb条(M(M)(ξn个,ξn个−1))≤φb条(ρb条(ξn个,ξn个−1))<ρb条(ξn个,ξn个−1)
对于所有n≥1。归纳起来,我们得到
(11)ρb条(ξn个+1,ξn个)≤φb条n个(ρb条(ξ1,ξ0)),如果o个第页一我我n个≥1。
反复应用三角形不等式(QBML公司2)关于(11)k个≥1,我们得到
(12)ρb条(ξn个+k个,ξn个)≤秒[ρb条(ξn个+k个,ξn个+1)+ρb条(ξn个+1,ξn个)]≤秒2[ρb条(ξn个+k个,ξn个+2)+ρb条(ξn个+2,ξn个+1)]+秒ρb条(ξn个+1,ξn个)⋮≤秒k个ρb条(ξn个+k个,ξn个+k个−1)+秒k个−1ρb条(ξn个+k个−1,ξn个+k个−2)+…+秒2ρb条(ξn个+2,ξn个+1)+秒ρb条(ξn个+1,ξn个)≤秒k个φb条n个+k个−1(ρb条(ξ1,ξ0))+秒k个−1φb条n个+k个−2(ρb条(ξ1,ξ0))+…+秒φb条n个(ρb条(ξ1,ξ0))=1秒n个−1秒n个+k个−1φb条n个+k个−1(ρb条(ξ1,ξ0))+秒n个+k个−2φb条n个+k个−2(ρb条(ξ1,ξ0))+…+秒n个φb条n个(ρb条(ξ1,ξ0))
定义
(13)S公司n个=∑第页=0n个秒第页φb条第页(ρb条(ξ1,ξ0))对于n个≥1
我们获得
(14)ρb条(ξn个+k个,ξn个)≤1秒n个−1[S公司n个+k个−1−S公司n个−1],n个≥1,k个≥1
由于假设ξn个≠ξn个+1为所有人n个∈ ℕ和引理1.13,我们得出如下结论:∑第页=0∞秒第页φb条第页(ρb条(ξ1,ξ0))收敛于某些S公司≥ 0. 因此,林n个→∞ρb条(ξn个+k个,ξn个)=0或者,换句话说,为了m>n
(15)林米,n个→∞ρb条(ξ米,ξn个)=0
案例3。假设Μ(ξn个, ξn个-1)≤ρb条(ξn个, ξn个+1)对一些人来说n个≥ 1. 利用以下事实φb条∈Φb条和不等式(9),我们得到
(16)ρb条(ξn个+1,ξn个)≤φb条(M(M)(ξn个,ξn个−1))≤φb条(ρb条(ξn个,ξn个+1))<ρb条(ξn个,ξn个+1)
为所有人n个≥ 1. 另一方面,如果我们把ξ=ξn个和η =ξn个+1在(3)中,考虑到(8),我们发现
(17)ρb条(ξn个,ξn个+1)=ρb条(T型ξn个−1,T型ξn个)≤α(ξn个−1,ξn个)ρb条(T型ξn个−1,T型ξn个)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个)),
哪里
M(M)(ξn个−1,ξn个)=最大值ρb条(ξn个−1,ξn个),ρb条(T型ξn个−1,ξn个−1),ρb条(T型ξn个,ξn个),14秒[ρb条(T型ξn个−1,ξn个)+ρb条(T型ξn个,ξn个−1)]=最大值ρb条(ξn个−1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(ξn个+1,ξn个),14秒[ρb条(ξn个,ξn个)+ρb条(ξn个+1,ξn个−1)]
为所有人n个≥ 1. 注意,应用三角形不等式(QBML公司2)到最后一学期Μ(ξn个-1, ξn个)我们有
(18)14秒[ρb条(ξn个,ξn个)+ρb条(ξn个+1,ξn个−1)]≤14秒[ρb条(ξn个,ξn个+1)+ρb条(ξn个+1,ξn个)+ρb条(ξn个+1,ξn个)+ρb条(ξn个,ξn个−1)]=14[ρb条(ξn个,ξn个+1)+2ρb条(ξn个+1,ξn个)+ρb条(ξn个,ξn个−1)]≤最大值{ρb条(ξn个,ξn个+1),ρb条(ξn个+1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个−1)}=ρb条(ξn个,ξn个+1),
因为我们在案例3中。另一方面,从(16)中我们可以看出
ρb条(ξn个,ξn个−1)≤ρb条(ξn个−1,ξn个),和ρb条(ξn个+1,ξn个)≤ρb条(ξn个,ξn个+1)。
因此,要么M(M)(ξn个-1, ξn个) ≤ρb条(ξn个, ξn+1个)或M(M)(ξn个-1, ξn个) =ρb条(ξn个-1, ξn个).
如果Μ(ξn个-1, ξn个) ≤ρb条(ξn个, ξn+1个)对一些人来说n个∈ ℕ,自ρb条(ξn个+1,ξn个)>0,不等式(17)意味着
ρb条(ξn个,ξn个+1)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个))≤φb条(ρb条(ξn个,ξn个+1))<ρb条(ξn个,ξn个+1),
这是一个矛盾。
因此,我们应该M(M)(ξn-1个, ξn个)= ρb条(ξn-1个,ξn个)为所有人n个≥ 1. 不等式(17)变为
ρb条(ξn个,ξn个+1)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个))≤φb条(ρb条(ξn个−1,ξn个))<ρb条(ξn个−1,ξn个)
为所有人n个≥1,使用以下事实φb条∈Φb条。
通过归纳,我们得到
(19)ρb条(ξn个,ξn个+1)≤φb条n个(ρb条(ξ0,ξ1)),为所有人n个≥1
因此,结合(16)和(19)我们推断
(20)ρb条(ξn个+1,ξn个)≤φb条n个(ρb条(ξ0,ξ1)),为所有人n个≥1
由于(QBML2),加上(20)k个≤1,我们得到
ρb条(ξn个+k个,ξn个)≤秒[ρb条(ξn个+k个,ξn个+1)+ρb条(ξn个+1,ξn个)]≤秒2[ρb条(ξn个+k个,ξn个+2)+ρb条(ξn个+2,ξn个+1)]+秒ρb条(ξn个+1,ξn个)⋮≤秒k个ρb条(ξn个+k个,ξn个+k个−1)+秒k个−1ρb条(ξn个+k个−1,ξn个+k个−2)+…+秒2ρb条(ξn个+2,ξn个+1)+秒ρb条(ξn个+1,ξn个)≤秒k个φb条n个+k个−1(ρb条(ξ0,ξ1))+秒k个−1φb条n个+k个−2(ρb条(ξ0,ξ1))+…+秒φb条n个(ρb条(ξ0,ξ1))=1秒n个−1秒n个+k个−1φb条n个+k个−1(ρb条(ξ0,ξ1))+秒n个+k个−2φb条n个+k个−2(ρb条(ξ0,ξ1))+…+秒n个φb条n个(ρb条(ξ0,ξ1))
定义
(21)问n个=∑第页=0n个秒第页φb条第页(ρb条(ξ0,ξ1))对于n个≥1
然后,使用(21),我们得到
ρb条(ξn个+k个,ξn个)≤1秒n个−1[问n个+k个−1−问n个−1],n个≥1,k个≥1
使用以下事实:∑第页=0∞秒第页φb条第页(ρb条(ξ0,ξ1))收敛到某些𝒬 ≤ 0,我们推断,limn个→∞ρb条(ξn+k, ξn个)=0,这意味着m>n,
(22)林米,n个→∞ρb条(ξ米,ξn个)=0
因此,在所有可能的情况下,我们得出以下结论:序列{ξn个}是左柯西序列。
为了证明这也是正确的柯西,我们继续如下。
设ξ=ξn个和η =ξn个+1在(3)中。使用(8),我们得到
(23)ρb条(ξn个,ξn个+1)=ρb条(T型ξn个−1,T型ξn个)≤α(ξn个−1,ξn个)ρb条(T型ξn个−1,T型ξn个)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个))
哪里
M(M)(ξn个−1,ξn个)=最大值{ρb条(ξn个−1,ξn个),ρb条(T型ξn个−1,ξn个−1),ρb条(T型ξn个,ξn个),14秒[ρb条(T型ξn个−1,ξn个)+ρb条(T型ξn个,ξn个−1)]≤最大值ρb条(ξn个−1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(ξn个+1,ξn个),14秒[ρb条(ξn个,ξn个)+ρb条(ξn个+1,ξn个−1)]。
关于不平等(18),我们有
14秒[ρb条(ξn个,ξn个)+ρb条(ξn个+1,ξn个−1)]≤最大值{ρb条(ξn个,ξn个+1),ρb条(ξn个+1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个−1)},
因此,要么
(24)M(M)(ξn个−1,ξn个)=最大值{ρb条(ξn个−1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(ξn个+1,ξn个)},
或收(ξn个-1, ξn个)≤ρb条(ξn个, ξn个+1)为所有人n个≥1.我们将分别讨论这四个案例。
案例一假设M(M)(ξn个-1, ξn个)≤ρb条(ξn个, ξn个+1)对一些人来说n个≥ 1. 那么不等式(23)意味着
(25)ρb条(ξn个,ξn个+1)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个))≤φb条(ρb条(ξn个+1,ξn个))<ρb条(ξn个,ξn个+1)
这是一个矛盾,因为ρb条(ξn个, ξn个+1) > 0.
案例二。如果是一些n个≥1我们有M(M)(ξn个-1, ξn个)= ρb条(ξn个+1, ξn个),则不等式(23)变为
(26)ρb条(ξn个,ξn个+1)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个))≤φb条(ρb条(ξn个+1,ξn个))<ρb条(ξn个+1,ξn个)。
回顾(9)和(10),即:,
(27)ρb条(ξn个+1,ξn个)≤φb条(M(M)(ξn个,ξn个−1))
哪里
M(M)(ξn个,ξn个−1)≤最大值{ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(ξn个+1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个+1)},
因为根据假设
最大值{ρb条(ξn个−1,ξn个),ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(ξn个+1,ξn个)}=ρb条(ξn个+1,ξn个)≥ρb条(ξn个,ξn个+1),
然后,不等式(26)和(27)得出
ρb条(ξn个,ξn个+1)≤ρb条(ξn个+1,ξn个)≤φb条(M(M)(ξn个,ξn个−1))≤φb条(ρb条(ξn个+1,ξn个))<ρb条(ξn个+1,ξn个)
由于φb条。这显然是不可能的,因为ρb条(ξn个+1, ξn个)>0,我们以矛盾告终。
案例三假设Μ(ξn个-1, ξn个)= ρb条(ξn个-1, ξn个)对于某些n≥1。自ρb条(ξn个-1, ξn个)>0,从(9)中,我们得到
ρb条(ξn个,ξn个+1)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个))≤φb条(ρb条(ξn个−1,ξn个))<ρb条(ξn个−1,ξn个)
为所有人n个≥ 1. 递归地,我们推导出
(28)ρb条(ξn个,ξn个+1)≤φb条n个(ρb条(ξ0,ξ1)),∀n个≥1
反复应用三角形不等式(QBML公司2)关于(28),我们得到了所有k>0中,
(29)ρb条(ξn个,ξn个+k个)≤秒[ρb条(ξn个,ξn个+1)+ρb条(ξn个+1,ξn个+k个)]⋮≤秒φb条n个(ρb条(ξ0,ξ1))+秒2φb条n个+1(ρb条(ξ0,ξ1))++…+秒k个−1φb条n个+k个−2(ρb条(ξ0,ξ1))+秒k个φb条n个+k个−1(ρb条(ξ0,ξ1))=1秒n个−1[秒n个φb条n个(ρb条(ξ0,ξ1))+…++秒n个+k个−2φb条n个+k个−2(ρb条(ξ0,ξ1))+秒n个+k个−1φb条n个+k个−1(ρb条(ξ0,ξ1))
回顾(21),我们看到
ρb条(ξn个,ξn个+k个)≤1秒n个−1[问n个+k个−1−问n个−1],n个≥1,k个≥1
因此,我们有,林n个→∞ρb条(ξn个, ξn+k)=0或,换言之m>n,
林米,n个→∞ρb条(ξn个,ξ米)=0
案例四假设M(M)(ξn个-1, ξn个)= ρb条(ξn个-ξn个-1)对一些人来说n个≥ 1. 然后,(23)给出
(30)ρb条(ξn个,ξn个+1)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个))≤φb条(ρb条(ξn个,ξn个−1))<ρb条(ξn个,ξn个−1)
为所有人n个≥ 1. 现在,重写(9)和(10)n个-1我们有
(31)ρb条(ξn个,ξn个−1)=ρb条(T型ξn个−1,T型ξn个−2)≤α(ξn个−1,ξn个−2)ρb条(T型ξn个−1,T型ξn个−2)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个−2))
哪里
M(M)(ξn个−1,ξn个−2)≤最大值{ρb条(ξn个,ξn个−1),ρb条(ξn个−1,ξn个−2),ρb条(ξn个−1,ξn个)},
显然,最大值可以是ρb条(ξn个, ξn个−1)或ρb条(ξn个−1, ξn个−2).
第一种可能性是,如果M(M)(ξn个−1, ξn个−2)≤ρb条(ξn个, ξn个−1)对一些人来说n个≥1,结果为
ρb条(ξn个,ξn个−1)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个−2)≤φb条(ρb条(ξn个,ξn个−1))<ρb条(ξn个,ξn个−1),
这是一个矛盾。因此,我们应该Μ(ξn个−1, ξn个−2)≤ρb条(ξn个−1, ξn个−2)为所有人n个≥ 1. 然后不等式(31)得出
(32)ρb条(ξn个,ξn个−1)≤φb条(M(M)(ξn个−1,ξn个−2)≤φb条(ρb条(ξn个−1,ξn个−2))<ρb条(ξn个−1,ξn个−2),
为所有人n个≥1。因此,我们推断
(33)ρb条(ξn个,ξn个−1)≤φb条n个−1(ρb条(ξ1,ξ0))为所有人n个≥1
如果我们把不等式(30)和(33)结合起来,我们就可以得到
(34)ρb条(ξn个,ξn个+1)<ρb条(ξn个,ξn个−1)≤φb条n个−1(ρb条(ξ1,ξ0)),
为所有人n个≥ 1. 正如案例2中所做的那样,当对每个k个≥1,我们得到
ρb条(ξn个,ξn个+k个)≤秒[ρb条(ξn个,ξn个+1)+ρb条(ξn个+1,ξn个+k个)]≤秒ρb条(ξn个,ξn个+1)+秒2[ρb条(ξn个+1,ξn个+2)+ρb条(ξn个+2,ξn个+k个)]⋮≤秒ρb条(ξn个,ξn个+1)+秒2ρb条(ξn个+1,ξn个+2)++…+秒k个−1ρb条(ξn个+k个−2,ξn个+k个−1)+秒k个ρb条(ξn个+k个−1,ξn个+k个)≤秒φb条n个−1(ρb条(ξ1,ξ0))+秒2φb条n个(ρb条(ξ1,ξ0))++…+秒k个−1φb条n个+k个−三(ρb条(ξ1,ξ0))+秒k个φb条n个+k个−2(ρb条(ξ1,ξ0))≤1秒n个−2秒n个−1φb条n个−1(ρb条(ξ1,ξ0))+…+秒n个+k个−三φb条n个+k个−三(ρb条(ξ1,ξ0))+秒n个+k个−2φb条n个+k个−2(ρb条(ξ1,ξ0))≤≤1秒n个−2[S公司n个+k个−2−S公司n个−2],n个≥1,k个≥1,
哪里S公司n个定义见(13)。因此,我们最终选择了limn个→∞ρb条(ξn个, ξn+k)=0,或等效地,用于m>n,
林米,n个→∞ρb条(ξn个,ξ米)=0
我们得出结论{ξn个}是一个右柯西序列,因此也是一个柯西序列。此外,它是0-完全拟中的0-Cauchy序列b条-类度量空间(十、 ρb条). 因此,存在ρb条∈X这样,对于m>n我们有
林n个→∞ρb条(ξn个,ξ)=林n个→∞ρb条(ξ,ξn个)=ρb条(ξ,ξ)=0=林米,n个→∞ρb条(ξ米,ξn个)=林米,n个→∞ρb条(ξn个,ξ米)。
通过连续性T型,我们获得
ξ=林n个→∞ξn个+1=林n个→∞T型ξn个=T型林n个→∞ξn个=T型ξ,
也就是说,ξ是Τ。