Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II
Розробляються топологічні методи дослідження операторних включень у банахових просторах. Доведено узагальнену нерівність Кі Фаня та досліджено критичні точки багатозначних відображень у топологічних просторах. We develop topological methods for the investigation of operator inclusions in Banach spac...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Український математичний журнал |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут математики НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/164996 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II / В.С. Мельник // Український математичний журнал. — 2006. — Т. 58, № 4. — С. 505–521. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-164996 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Мельник, В.С. 2020-02-11T12:11:50Z 2020-02-11T12:11:50Z 2006 Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II / В.С. Мельник // Український математичний журнал. — 2006. — Т. 58, № 4. — С. 505–521. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1027-3190 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/164996 517.9 Розробляються топологічні методи дослідження операторних включень у банахових просторах. Доведено узагальнену нерівність Кі Фаня та досліджено критичні точки багатозначних відображень у топологічних просторах. We develop topological methods for the investigation of operator inclusions in Banach spaces, prove the generalized Ky Fan inequality, and study the critical points of many-valued mappings in topological spaces. ru Інститут математики НАН України Український математичний журнал Статті Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II Topological methods in the theory of operator inclusions in Banach spaces. II Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II |
| spellingShingle |
Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II Мельник, В.С. Статті |
| title_short |
Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II |
| title_full |
Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II |
| title_fullStr |
Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II |
| title_full_unstemmed |
Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II |
| title_sort |
топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. ii |
| author |
Мельник, В.С. |
| author_facet |
Мельник, В.С. |
| topic |
Статті |
| topic_facet |
Статті |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Український математичний журнал |
| publisher |
Інститут математики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Topological methods in the theory of operator inclusions in Banach spaces. II |
| description |
Розробляються топологічні методи дослідження операторних включень у банахових просторах. Доведено узагальнену нерівність Кі Фаня та досліджено критичні точки багатозначних відображень у топологічних просторах.
We develop topological methods for the investigation of operator inclusions in Banach spaces, prove the generalized Ky Fan inequality, and study the critical points of many-valued mappings in topological spaces.
|
| issn |
1027-3190 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/164996 |
| citation_txt |
Топологические методы в теории операторных включений в банаховых пространствах. II / В.С. Мельник // Український математичний журнал. — 2006. — Т. 58, № 4. — С. 505–521. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT melʹnikvs topologičeskiemetodyvteoriioperatornyhvklûčeniivbanahovyhprostranstvahii AT melʹnikvs topologicalmethodsinthetheoryofoperatorinclusionsinbanachspacesii |
| first_indexed |
2025-11-27T03:21:13Z |
| last_indexed |
2025-11-27T03:21:13Z |
| _version_ |
1850796837061001216 |
| fulltext |
UDK 517.9
V. S. Mel\nyk
(Yn-t prykl. systemn. analyza NAN Ukrayn¥ y M-va obrazovanyq y nauky Ukrayn¥, Kyev)
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX
VKLGÇENYJ V BANAXOVÁX PROSTRANSTVAX. II
Topological methods of the investigation of operator inclusions in Banach spaces are developed. The
Kee Fan generalized inequality is proved and critical points of many-valued mappings in topological
spaces are investigated.
Rozroblqgt\sq topolohiçni metody doslidΩennq operatornyx vklgçen\ u banaxovyx prostorax.
Dovedeno uzahal\nenu nerivnist\ Ki Fanq ta doslidΩeno krytyçni toçky bahatoznaçnyx vidobra-
Ωen\ u topolohiçnyx prostorax.
Nastoqwaq rabota qvlqetsq prodolΩenyem [1], poπtomu v nej prodolΩena nu-
meracyq punktov, teorem, formul y t. d.
3. Obobwennaq nesymmetryçnaq teorema o mynymakse y nuly mul\ty-
otobraΩenyj. Pryvedenn¥e zdes\ rezul\tat¥ çastyçno anonsyrovan¥ v [8].
Pust\ X — xausdorfovo topolohyçeskoe prostranstvo, Y — topolohyçes-
koe vektornoe prostranstvo, N — v¥pukloe podmnoΩestvo v Y , f : X × N → R
— nekotoraq funkcyq. Krome toho, pust\ Bc N X( ; ) — sovokupnost\ vsex
strohyx poluneprer¥vn¥x sverxu mnohoznaçn¥x otobraΩenyj [9] s
kompaktn¥my znaçenyqmy (obrazamy).
Dlq kaΩdoho D N Xc∈B ( ; ) poloΩym
f D#( ) = sup inf ( ( ), )
y N d D
f d y y
∈ ∈
, f D◊( ) = inf sup ( ( ), )
d D y N
f d y y
∈ ∈
,
hde zapys\ d ∈ D oznaçaet, çto d — selektor mnohoznaçnoho otobraΩenyq D
( t. e. d ( y ) ∈ D ( y ) ∀ y ∈ N ) . Oçevydno, v¥polnqetsq neravenstvo
f D#( ) ≤ f D◊( ) ∀ D N Xc∈B ( ; ).
Teorema.1. Pust\ v¥polnen¥ sledugwye uslovyq:
1) najdetsq y0 ∈ N takoe, çto dlq lgboho λ ∈ R mnoΩestvo {x X∈
f x y( , ) }0 ≤ λ otnosytel\no kompaktno v X ;
2) dlq lgboho y ∈ N funkcyq X � x � f ( x, y ) poluneprer¥vna snyzu, a
dlq lgboho x ∈ X funkcyq N � y � f ( x, y ) vohnuta.
Tohda suwestvuet πlement x X∈ takoj, çto
sup ( , )
y N
f x y
∈
≤ f D#( ) ≤ f D◊( ) ∀ D N Xc∈B ( ; ). (15)
Dokazatel\stvo. Pust\ Ξ ( N ) — sovokupnost\ vsex koneçn¥x podmno-
Ωestv v N . V sylu teorem¥ 6.2.6 [10] najdetsq takoj πlement x X∈ , çto
sup ( , )
y N
f x y
∈
= sup inf sup ( , )
( )K N x X y K
f x y
∈ ∈ ∈Ξ
. (16)
PoloΩym K = { y1 , … , yn } y Sn
+ = λ λ∈ ={ }+ =∑Rn
ii
n
1
1
. Poskol\ku N —
v¥pukloe mnoΩestvo, to K N⊂ , pryçem D K X( )co ⊂ ∀ ∈D N XcB ( ; ). V takom
sluçae
inf max ( , )
, ,x X i n if x y
∈ = …1
= inf sup ( , )
x X
S i
n
i i
n
f x y
∈ ∈ =+
∑
λ
λ
1
≤ inf sup ( , )
( )x D K
S i
n
i i
n
f x y
∈ ∈ =+
∑
co λ
λ
1
≤
≤ inf sup ,
µ λ
λ µ
∈ ∈ = =+ +
∑ ∑
S S i
n
i i
j
n
j j in n
f d y y
1 1
, (17)
© V. S. MEL|NYK, 2006
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4 505
506 V. S. MEL|NYK
hde d N Xi : → , 1, … , n, — nekotor¥j fyksyrovann¥j nabor selektorov mno-
hoznaçnoho otobraΩenyq D.
Rassmotrym funkcyg F ( µ, λ ) =
i
n
i i j
n
j j if d y y= =∑ ∑( )( )( )1 1
λ µ , , v kotoroj
selektor¥ di ∈ D v¥byragtsq yz uslovyq f d y yi i( ( ), ) = inf ( ( ), )
d D if d y y
∈
∀ y?∈
∈ N .
Vsledstvye poluneprer¥vnosty snyzu funkcyy f po pervomu arhumentu pry
fyksyrovannom vtorom y kompaktnoznaçnosty otobraΩenyq D takye selekto-
r¥ suwestvugt.
PredloΩenye.13. Funkcyq F ( µ, λ ) poluneprer¥vna snyzu po µ pry fyk-
syrovannom λ .
Dokazatel\stvo. DokaΩem vnaçale, çto pry kaΩdom i = 1, … , n funk-
cyq
S F f d y yn
i i i j
n
j j i+ =∈ = ( )( )∑µ µ λ µ� ( ) ,
1
poluneprer¥vna snyzu.
Spravedlyvo sledugwee utverΩdenye, ymegwee samostoqtel\noe znaçenye.
Lemma.3. Pust\ X , Y — xausdorfov¥ topolohyçeskye prostranstva y
G X Y: ⇒ — kompaktnoznaçnoe otobraΩenye.
Tohda sledugwye svojstva ravnosyl\n¥:
a) otobraΩenye G poluneprer¥vno sverxu v toçke x0 ∈ X ;
b) dlq proyzvol\noj napravlennosty { xα } , sxodqwejsq k x0 , y ξ α ∈
∈ G ( xα ) moΩno v¥delyt\ takug podnapravlennost\ { ξν } , çto ξν → ξ0 v
Y y ξ0 ∈ G ( x0 ) .
Dokazatel\stvo. DokaΩem ymplykacyg a) ⇒ b) .
Pust\ otobraΩenye G poluneprer¥vno sverxu v toçke x0 . Rassmotrym pro-
yzvol\nug xα → x0 v X y ξ α ∈ G ( xα ) . Kak yzvestno [9] (utverΩdenye 1.4.8),
otobraΩenye G poluneprer¥vno sverxu v toçke x0 tohda y tol\ko tohda, kohda
yz xα → x0 sleduet, çto mnoΩestvo G ( x0 ) prytqhyvaet napravlennost\
mnoΩestv { G ( xα ) } . Esly pry πtom otobraΩenye G ne udovletvorqet svojstvu
b), to najdetsq xotq b¥ odna napravlennost\ ξα ∈ G ( xα ) , ne ymegwaq
podnapravlennosty, sxodqwejsq v Y k kakomu-lybo πlementu yz G ( x0 ) . ∏to
oznaçaet, çto dlq proyzvol\noho ν ∈ G ( x0 ) suwestvuet okrestnost\ N ( ν ) ,
kotoraq redko vstreçaetsq s napravlennost\g { ξα } , t. e. najdetsq takoe s =
= s ( N ( ν )) , çto { ξα } ∩ N ( ν ) = ∅ ∀ α ≥ s.
Vsledstvye kompaktnosty G ( x0 ) sovokupnost\ { N ( ν ) ν ∈ G ( x0 ) } obrazu-
et pokr¥tye, yz kotoroho moΩno v¥delyt\ koneçnoe podpokr¥tye { N ( νk ) k =
= 1, … , m } . Pry πtom esly α ≥
max ( )
, ,
( )
k m
ks
= …1
N ν , to
{ } ( )ξ να ∩ ∪ N kk
m
=( )1
= ∅,
çto protyvoreçyt prytqΩenyg { G ( xα ) } k mnoΩestvu G ( x0 ) . Sledovatel\no,
proyzvol\naq napravlennost\ ξα ∈ G ( xα ) ymeet podnapravlennost\ { ξν } , sxo-
dqwugsq v prostranstve Y k πlementu ξ0 .
DokaΩem, çto ξ0 ∈ G ( x0 ) . Esly ξ0 ∉ G ( x0 ) , to v sylu kompaktnosty obraza
G ( x0 ) v Y suwestvugt neperesekagwyesq okrestnosty N ( G ( x0 )) y N ( ξ0 ) .
Dejstvytel\no, dlq kaΩdoho ξ ∈ G ( x0 ) suwestvugt neperesekagwyesq okre-
stnosty N ( ξ ) y N ( ξ0 ) y sovokupnost\ { }( ) ( )N ξ ξ ∈G x0 pokr¥vaet G x( )0 .
Pust\ { }( ) , ,N ξi i l= …1 — koneçnoe podpokr¥tye, tohda dostatoçno polo-
Ωyt\
N ( ( ))G x0 =
i
l
i
=1
∪ N ( )ξ , N ( )ξ0 =
i
l
i=1
0∪ N
ξ
ξ( ).
Ytak, napravlennost\ { }ξα qvlqetsq çastoj v N ( )ξ0 y ne v¥xodyt yz
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX VKLGÇENYJ … 507
N ( ( ))G x0 , naçynaq s nekotoroho yndeksa α0, çto protyvoreçyvo.
Ymplykacyq b) ⇒ a) dokazana v [9] (utverΩdenye 1.4.11) .
Lemma 3 dokazana.
ProdolΩym dokazatel\stvo predloΩenyq 13. Pust\ µ
α → µ
0
v Sn
+ . Ras-
smotrym ξα ∈ D ( y
α
) , hde y
α = µα
j jj
n
y=∑ 1
, ξα = di ( y
α
) . Tohda y
α → y
0 =
= µ j jj
n
y0
1=∑ , y v sylu lemm¥ 3 najdetsq takaq podnapravlennost\ { ξν } , çto
ξ ν → ξ 0 v X, pryçem ξ 0 ∈ D ( y
0
) . A poskol\ku funkcyq f poluneprer¥vna
snyzu po pervomu arhumentu, to
λ ξi if y( , )0 ≤ lim ,
v
i i
j
n
j
v
j if d y yλ µ
=
∑
1
,
pryçem Fi ( µ
0
) ≤ λ ξi if y( ),0 . DokaΩem, çto y lim
α
Fi ( µ
α
) ≥ Fi ( µ
0
) . Oboznaçym
b = lim
α
Fi ( µ
α
) y dopustym protyvnoe, t. e. b < Fi ( µ
0
) . Rassmotrym takug
podposledovatel\nost\ { µ
β
} ⊂ { µ
α
} , çto b = lim
β
Fi ( µ
β
) y, sootvetstvenno,
y
β = µβ
j jj
n
y=∑ 1
, ξβ ∈ D ( y
β
) .
Sohlasno uslovyg b) lemm¥ 3, moΩno ukazat\ takye podnapravlennosty
{ }y
′β , { }ξβ′ napravlennostej { }yβ , { }ξβ sootvetstvenno, çto y y
′ →β 0
v N,
ξ ξβ′ → ′
v X, pryçem
′ ∈ξ D y( )0 . Pry πtom
b = lim ( )
β
βµFi = lim ( )
′
′
β
βµFi = lim ,( ( ) )
′
′
β
βλi i if d y y ≥
≥ λ ξi if y( ),′ ≥ λi i if d y y( ( ) ),0 = Fi( )µ0 , hde d yi( )′β = ξβ′ .
Poluçennoe protyvoreçye dokaz¥vaet poluneprer¥vnost\ snyzu funkcyj
Fi , i = 1, … , n. Tohda poluneprer¥vnoj snyzu budet y funkcyq Sn
+ � µ ? �
� F( , )µ λ kak koneçnaq summa poluneprer¥vn¥x snyzu funkcyj.
PredloΩenye 13 dokazano.
Dlq kaΩdoho µ ∈ +Sn
funkcyq S Fn
+ � λ µ λ� ( , ) affynnaq, poπtomu v
sylu klassyçeskoho neravenstva Ky Fanq dlq koneçnomern¥x prostranstv
inf sup ( , )
µ λ
µ λ
∈ ∈+ +
S S
n n
F ≤ sup ( , )
λ
λ λ
∈ +Sn
F .
S druhoj storon¥, funkcyq y � f ( x, y ) vohnuta, sledovatel\no, dlq kaΩ-
doho selektora d ∈ D ymeem
F( , )λ λ =
i
n
i i
j
n
j j if d y y
= =
∑ ∑
1 1
λ λ , ≤
≤
i
n
i
j
n
j j if d y y
= =
∑ ∑
1 1
λ λ , ≤ f d y y
j
n
j j
i
n
i i
= =
∑ ∑
1 1
λ λ, .
Poskol\ku poslednee sootnoßenye spravedlyvo dlq lgboho d ∈ D, to
F( , )λ λ ≤ inf ,
d D j
n
j j
i
n
i if d y y
∈ = =
∑ ∑
1 1
λ λ ≤ f D#( ) ∀ λ ∈ Sn
+ .
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
508 V. S. MEL|NYK
Otsgda naxodym inf sup ( , )
x X y K
f x y
∈ ∈
≤ f D#( ) .
Poskol\ku poslednee neravenstvo v¥polnqetsq dlq lgboho K ∈ Ξ ( N ) , s
uçetom (16) poluçaem (15).
Teorema dokazana.
KaΩdomu K = { y1 , … , yN } ∈ Ξ ( N ) sootvetstvuet otobraΩenye βk
nS N: + → ,
opredelqemoe po pravylu β λk ( ) =
i
n
i iy=∑ 1
λ . Koneçnaq topolohyq na N — πto
fynal\naq topolohyq [9] otnosytel\no sovokupnosty otobraΩenyj
{ }( )βk K N∈Ξ . MnoΩestvo N s koneçnoj topolohyej budem oboznaçat\ çerez
Nf , a prostranstvo poluneprer¥vn¥x sverxu otobraΩenyj yz Nf v X s kom-
paktn¥my obrazamy — çerez Bc fN X( ; ).
UtverΩdenye.1. Dlq toho çtob¥ D N Xc f∈B ( ; ), neobxodymo y dostatoç-
no, çtob¥ dlq proyzvol\noho K ∈ Ξ ( N ) kompozycyq D D S Xk k c
n= ∈ +� β B ( ; ) .
Dokazatel\stvo v¥tekaet yz obwyx svojstv mnohoznaçn¥x otobraΩenyj [9].
Analyzyruq dokazatel\stvo teorem¥ 1, pryxodym k sledugwemu utverΩde-
nyg.
Teorema.2. Pust\ v¥polnen¥ uslovyq 1, 2 teorem¥ 1. Tohda suwestvuet
x X∈ takoe, çto
sup ( , )
y N
f x y
∈
≤ f D#( ) ≤ f D◊( ) ∀ D N Xc f∈B ( ; ).
Nuly mnohoznaçn¥x otobraΩenyj. Pust\ Y y Y
*
— dual\naq para topo-
lohyçeskyx vektorn¥x prostranstv, P Y⊂ ∗
— zamknut¥j v¥pukl¥j konus,
P Y− ⊂ — eho otrycatel\n¥j polqrn¥j konus ( t. e. P− = { ,y Y y p Y∈ 〈 〉 ≤ 0
∀ ∈p P}, hde 〈⋅ ⋅〉 × →∗, Y Y Y R — kanonyçeskaq dvojstvennost\ ) , K — kom-
paktnoe prostranstvo.
Teorema.3. Pust\ F K Y: ⇒ ∗
— strohoe mnohoznaçnoe otobraΩenye y v¥-
polnen¥ sledugwye uslovyq:
1) otobraΩenye F — P-xemyneprer¥vno sverxu, t. e. dlq lgboho y P∈ −
vewestvennaq funkcyq
K x F x y g x y
g F
Y� � [ ( ), ] sup ( ),+
∈
= 〈 〉 poluneprer¥vna
sverxu;
2) F x P C YV( ) ( )+ ∈ ∗
∀ x ∈ K ;
3) suwestvuet D P Kc∈ −B ( ; ) takoe, çto sup ( ( )), )
d D
F d y y
∈ +[ ] ≥ 0 ∀ y ∈ P
–
.
Tohda mnoΩestvo Z ( P ) = x K F x P∈ ∈ +{ }0 ( ) nepusto y zamknuto.
Dokazatel\stvo. Vvedem na K × P
–
funkcyg f ( x, y ) = – F x y( ), )[ ]+ , ko-
toraq poluneprer¥vna snyzu po x y vohnuta po y . V sylu teorem¥ 1 najdetsq
takoj πlement x K∈ , dlq kotoroho sup
y P∈ −
f x y f D( , ) ( )#≤ ∀ ∈ −D P KcB ( ; ).
Sledovatel\no (uslovye 3), inf ( ( ), )
d D
f d y y
∈
≤ 0 , a znaçyt, f D#( ) ≤ 0 , y poπtomu
F x y( ),[ ]+ ≥ 0 ∀ y ∈ P
–
.
Zameçaq, çto
[ , ]P y + =
0, ,
, ,
y P
y P
∈
+ ∞ ∉
−
−
y yspol\zuq svojstva verxnyx form, poluçaem
0 ≤ [ ( ), ] [ , ]F x y P y+ ++ = [ ( ) , ]F x P y+ + ∀ y ∈ Y ,
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX VKLGÇENYJ … 509
otkuda (uslovye 2) 0 ∈ +F x P( ) .
Teorema 3 dokazana.
Sledstvye.1. Pust\ v¥polnen¥ uslovyq 1, 2 teorem¥?3 y sup [ ( ), ]
x K
F x y
∈
+ ≥
≥ 0 ∀ ∈ −y P . Tohda mnoΩestvo Z ( P ) nepusto y zamknuto.
Dokazatel\stvo. Dostatoçno rassmotret\ „postoqnnoe” mnohoznaçnoe
otobraΩenye D P K: − ⇒ ( )( )D y K y P= ∀ ∈ − . Na osnovanyy lemm¥ 3 netrud-
no zaklgçyt\, çto D P Kc∈ −B ( ; ).
Opredelenye.5. Toçka x K∈ naz¥vaetsq P -krytyçeskoj toçkoj otob-
raΩenyq F, esly ona udovletvorqet sootnoßenyg 0 ∈ +F x P( ) .
Teorema.4. Pust\ v¥polnen¥ uslovyq 1, 2 teorem¥ 3 y vse P -krytyçe-
skye toçky v K otobraΩenyq F yzolyrovan¥. Tohda yx çyslo koneçno.
Dokazatel\stvo. Dopustym protyvnoe, t. e. sovokupnost\ P-krytyçeskyx
toçek v K beskoneçna. Tohda vsledstvye kompaktnosty K yz πtoj sovokupno-
sty moΩno v¥delyt\ sxodqwugsq podnapravlennost\ x α → x 0 v K, hde 0?∈
∈ F x P( )α + . Otsgda sohlasno uslovyg 1 naxodym
0 ≤ lim [ ( ) , ]
α
αF x P y+ + = lim [ ( ), ]
α
αF x y + ≤ [ ( ), ]F x y0 + ∀ ∈ −y P ,
a znaçyt,
0 ≤ [ ( ) , ]F x P y0 + + = [ ( ), ] [ , ]F x y P y0 + ++ ∀ y ∈ Y
yly (uslovye 2) 0 0∈ +F x P( ) , t. e. x0 — P-krytyçeskaq toçka otobraΩenyq F,
pryçem neyzolyrovannaq, çto protyvoreçyt uslovyqm teorem¥.
Teorema 4 dokazana.
Teorema.5. Pust\ v¥polnen¥ uslovyq 1, 2 teorem¥ 3 y dlq lgboho ε > 0
najdetsq D P Kcε ∈ −B ( ; ) takoe, çto sup ( ( )), )
d D
F d y y
∈ +[ ] ≥ −
ε
ε ∀ ∈ −y P .
Tohda suwestvuet, po krajnej mere, odyn πlement x K∈ takoj, çto 0?∈
∈ F x P( ) + y mnoΩestvo Z ( P ) zamknuto.
Dokazatel\stvo. Kak y pry dokazatel\stve teorem¥ 3, ustanavlyvaetsq
neravenstvo
sup ( , )
y P
f x y
∈ −
≤ sup inf ( ( ), )
y P
d D
f d y y
∈ ∈− ε
= f D#( )ε ∀ ε > 0,
hde f ( x, y ) = – [ ( ), ]F x y + , a znaçyt, sup ( , )
y P
f x y
∈ −
≤ inf ( )#
ε ε>0
f D . Otsgda, a takΩe
yz uslovyq (17) poluçaem ocenku
inf inf ( ( ), )
ε ε> ∈0 d D
f d y y ≤ inf
ε
ε
>0
= 0 ∀ ∈ −y P .
Zaverßaetsq dokazatel\stvo tak Ωe, kak y dokazatel\stvo teorem¥ 3.
Rassmotrym çastn¥j sluçaj, kohda Y — refleksyvnoe banaxovo prostranst-
vo, Yw — prostranstvo Y, snabΩennoe slaboj topolohyej, K — zamknutoe v¥-
pukloe ohranyçennoe podmnoΩestvo v Y (a znaçyt, y v Yw ) .
Tohda opredeleno (voobwe hovorq, mnohoznaçnoe) otobraΩenye proektyrova-
nyq πK Y K: ⇒ yz Y na K po formule
πK y( ) = w K w y v yY v K Y∈ − = −
∈
inf .
Oçevydno, dom πK = Y y πK y( ) = y ∀ y ∈ K, t. e. πK — mnohoznaçnaq re-
trakcyq.
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
510 V. S. MEL|NYK
Lemma.4. OtobraΩenye πK Y K: ⇒ zamknuto v¥pukloznaçnoe y polune-
prer¥vnoe sverxu yz Y v K ⊂ Yw .
Dokazatel\stvo. Zamknutost\ y v¥puklost\ πK y( ) ∀ y ∈ Y oçevydna.
Dlq dokazatel\stva poluneprer¥vnosty sverxu vospol\zuemsq lemmoj 3, zame-
tyv, çto K — kompaktnoe podmnoΩestvo v Yw , a otobraΩenye πK kompaktno-
znaçnoe. Pust\ yn → y0 v Y. Rassmotrym posledovatel\nost\ ξ πn K ny∈ ( ). Bez
ohranyçenyq obwnosty moΩno sçytat\, çto ξn → ξ0 slabo v Y (v protyvnom
sluçae sleduet perejty k podposledovatel\nosty), pryçem ξ0 ∈ K. Tohda dlq
lgboho w ∈ K
ξn n Yy− = inf
v K n Yv y
∈
− ≤ w yn Y− .
Perexodq zdes\ k predelu, s uçetom slaboj poluneprer¥vnosty snyzu norm¥ v
banaxovom prostranstve naxodym
ξ0 0− y Y ≤ lim
n
n n Yy
→∞
−ξ ≤ lim
n n Yw y
→∞
− = w y Y− 0 ∀ w ∈ K,
yly
ξ0 0− y Y ≤ inf
w K Yw y
∈
− 0 ,
hde ξ0 ∈ K, t. e. ξ π0 0∈ K y( ). Ostalos\ vospol\zovat\sq lemmoj 3.
Zameçanye.4. Esly K — kompakt v Y , to otobraΩenye πK Y K: ⇒ kom-
paktnoznaçnoe y poluneprer¥vnoe sverxu yz Y v K ⊂ Y.
Teorema.6. Pust\ Y , Y
*
— otdelym¥e lokal\no v¥pukl¥e prostranstva v
dvojstvennosty, P ⊂ Y — v¥pukloe mnoΩestvo, K — kompakt, F K Y: ⇒ ∗
y v¥polnen¥ sledugwye uslovyq:
1) F : K → C YV ( )∗
y F ( x ) — ravnostepenno neprer¥vnoe mnoΩestvo v Y∗
[11] dlq lgboho x K∈ ;
2) dlq lgboho y ∈ P funkcyonal K � x � [ F ( x ), y ] + poluneprer¥ven
sverxu;
3) suwestvuet D P Kc∈ −B ( ; ), dlq kotoroho
sup [ ( ( )), ]
d D
F d y y
∈
+ ≥ 0 ∀ y ∈ P .
Tohda najdetsq πlement x K∈ takoj, çto
0 ∈ + −F x P( ) ,
hde P− = w Y w y y PY∈ 〈 〉 ≤ ∀ ∈{ }∗ , 0 .
Dokazatel\stvo osnovano na sledugwem utverΩdenyy, qvlqgwemsq obobwe-
nyem lemm¥ 1 [1] na sluçaj lokal\no v¥pukl¥x prostranstv.
Lemma.5. Pust\ W — lokal\no v¥pukloe prostranstvo, W
*
— eho topo-
lohyçeskoe dvojstvennoe, E W⊂ ∗
— mnoΩestvo, zamknutoe v topolohyy
σ ( ; )W W∗
, L E: ˆ { }→ = − ∞R R ∪ — sobstvenn¥j, poluneprer¥vn¥j sverxu
funkcyonal v topolohyy σ ( ; )W W∗ . Krome toho, pust\ lybo mnoΩestvo E
ravnostepenno neprer¥vno v W
*
, lybo v¥polnen sledugwyj analoh koπrcy-
tyvnosty: dlq proyzvol\noho mnoΩestva U ⊂ W
*, ne qvlqgwehosq ravno-
stepenno neprer¥vn¥m, y λ ⊂ R suwestvuet wλ ∈ U takoe, çto L ( wλ ) ≤
≤ λ .
Tohda funkcyonal L ohranyçen sverxu na E y dostyhaet na E verxnej
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX VKLGÇENYJ … 511
hrany l, pryçem mnoΩestvo { }( )w E L w l∈ = kompaktno v topolohyy
σ ( ; )W W∗ .
Sledugwaq teorema qvlqetsq v opredelennom sm¥sle dvojstvennoj k teo-
reme 6.
Teorema.7. Pust\ Y — otdelymoe refleksyvnoe lokal\no v¥pukloe pro-
stranstvo, K — kompakt, P — v¥pukloe mnoΩestvo v Y
*
y ymegt mesto
sledugwye svojstva:
1) F : K → C YV( ), F ( x ) — ohranyçennoe mnoΩestvo v Y dlq vsex x ∈ K ;
2) dlq lgboho y ∈ P funkcyq K � x � [ F ( x ), y ] + poluneprer¥vna
sverxu;
3) dlq nekotoroho D P Kc∈B ( ; )
sup [ ( ( )), ]
d D
F d y y
∈
+ ≥ 0 ∀ y ∈ P .
Tohda vklgçenye 0 ∈ + −F x P( ) ymeet reßenye x K∈ .
Pry dokazatel\stve teorem¥ 7, kak y teorem¥ 6, yspol\zuetsq sledugwyj
varyant obobwennoj teorem¥ Vejerßtrassa.
Lemma.6. Pust\ E — slabo zamknutoe mnoΩestvo v refleksyvnom lokal\-
no v¥puklom prostranstve W, funkcyonal L E: { }→ = + ∞R R ∪ slabo
poluneprer¥ven snyzu y v¥polneno odno yz uslovyj:
a) E — ohranyçennoe mnoΩestvo v W ;
b) funkcyonal L koπrcytyven na E, t. e. dlq lgboho λ ∈ R suwestvu-
et yλ ∈ E takoe, çto L ( yλ ) ≥ λ .
Tohda funkcyonal L ohranyçen snyzu na E, dostyhaet na E svoej nyΩ-
nej hranyc¥ l y mnoΩestvo { }( )y E L y l∈ = slabo kompaktno v W.
Sledstvye.2. Pust\ F K Y: ⇒ , P — v¥pukl¥j konus v Y y spravedlyv¥
uslovyq:
1) F ( x ) + P ∈ C YV ( ) ∀ x ∈ K ;
2) funkcyq K � x � [ F ( x ), ν ] + poluneprer¥vna sverxu dlq lgboho v P∈ − =
= { },z Y z v v PY∈ 〈 〉 ≤ ∀ ∈∗ 0 ;
3) najdetsq D P Kc∈ −B ( ; ) takoe, çto sup ( ( )), )
d D
F d v v
∈
+[ ] ≥
ε
0 ∀ v ∈ P
–
.
Tohda suwestvuet x K∈ , dlq kotoroho 0 ∈ +F x P( ) .
Sledstvye 3. Pust\ K — kompaktnoe podmnoΩestvo v Y (yly Yw ), ymeg-
wee mnohoznaçnug retrakcyg D Y Kc∈B ( ; ). Pust\ takΩe F : K → C YV ( )∗
—
xemyneprer¥vnoe sverxu otobraΩenye y
sup [ ( ( )), ]
d D
F d y y
∈
+ ≥ 0 ∀ y ∈ Y. (18)
Tohda suwestvuet πlement x K∈ takoj, çto 0 ∈F x( ).
Dokazatel\stvo. Dostatoçno v teoreme 2 poloΩyt\ P = { }0 .
Sledugwee utverΩdenye — mnohoznaçn¥j analoh lemm¥ ob ostrom uhle.
Sledstvye.4. Pust\ Y — koneçnomernoe prostranstvo, F B C Yr V: ( )→
— strohoe poluneprer¥vnoe sverxu otobraΩenye, B y Y y rr = ∈ ≤{ }.
Esly pry πtom
[ ( ), ]F y y + ≥ 0 ∀ y = r, (19)
to suwestvuet x Br∈ , dlq kotoroho 0 ∈F x( ).
Dokazatel\stvo. PoloΩym δr y Y y r= ∈ ={ } y rassmotrym mnoho-
znaçnoe otobraΩenye D Y r: ⇒ δ , opredelqemoe sootnoßenyem
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
512 V. S. MEL|NYK
D ( y ) =
ry
y
y
y
, ,
, ,
≠
=
0
0Γ
hde Γ ⊂ δr — sovokupnost\ vsex predel\n¥x toçek posledovatel\nostej ξn =
=
ry
y
n
n
pry yn → 0.
Lemma.7. OtobraΩenye D prynadleΩyt klassu Bc rY B( ; ).
Dokazatel\stvo. Oçevydno, otobraΩenye D zamknutoznaçno y neprer¥v-
no vo vsex toçkax y ≠ 0. DokaΩem, çto pry y = 0 ono poluneprer¥vno sverxu.
Poskol\ku δr — kompakt, to D ( 0 ) — kompaktnoe podmnoΩestvo y snova vos-
pol\zuemsq lemmoj 3. Pust\ yn → 0, tohda ξn = r y yn n/ ∈ δr y suwestvuet
podposledovatel\nost\ ξm → ξ0 , pryçem ξ0 ∈Γ , otkuda y v¥tekaet polune-
prer¥vnost\ sverxu.
Lemma 7 dokazana.
Dlq y ≠ 0 v sylu (19) ymeem
r
y
F
ry
y
y
+
, = F
ry
y
ry
y
+
, ≥ 0,
a pry y = 0 sup [ ( ), ]
l
F l
∈
+
Γ
0 = 0 y, takym obrazom, v¥polneno uslovye (17), a zna-
çyt, suwestvuet x Br∈ takoe, çto 0 ∈F x( ).
Sledstvye 4 dokazano.
V prostranstve R
n
rassmotrym sympleks Sn
+ = x xn
ii
n∈ ={ }+ =∑R
1
1 .
Sledstvye.5. Pust\ F S Cn
V
n: ( )+ → R — strohoe xemyneprer¥vnoe sverxu
otobraΩenye y
[ ( ), ]F y y + ≥ 0 y ∈ Sn
+ . (20)
Tohda suwestvuet πlement x Sn∈ + takoj, çto
0 ≤ F x n( ) − +R . (21)
Dokazatel\stvo. PoloΩym Y = Y
* = R
n
, P = – R+
n , P− = R+
n , K = Sn
+
y opredelym mnohoznaçnoe otobraΩenye D Sn n: R+ +⇒ po formule
D ( y ) =
y
y
y
y
ii
n
=∑
≠
=
1
0
0
, ,
, ,Γ
hde mnoΩestvo Γ ⊂ +Sn
v¥byraetsq po tomu Ωe pravylu, çto y pry dokazatel\-
stve sledstvyq 4. Analohyçno dokaz¥vaetsq, çto D Sc
n n∈ + +B ( ; )R . Netrudno
ubedyt\sq, çto yz (20) sleduet uslovye 3 teorem¥ 3, a znaçyt, spravedlyvo (21).
Zameçanye.5. Uslovye kompaktnosty K moΩno oslabyt\, zamenyv eho sle-
dugwym uslovyem: suwestvuet y P0 ∈ − , pry kotorom K0 = { [ ( ),x K F x∈
y0 0] }+ ≥ — kompakt.
4. Razreßymost\ operatorn¥x vklgçenyj. Pust\ V, W — refleksyv-
n¥e banaxov¥ prostranstva, A V V: ⇒ ∗ , B W W: ⇒ ∗
— mnohoznaçn¥e otobra-
Ωenyq, prostranstvo X V W= ∩ plotno v V y v W, tohda dual\noe X
* = V
* +
+ W
*. Dlq f ∈ X
*
y v ∈ X polahaem 〈 〉f v X, = 〈 〉 + 〈 〉f v f vV W1 2, , , hde f = f1 +
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX VKLGÇENYJ … 513
+ f2 , f1 ∈ V
*, f2 ∈ W
*. Dlq fyksyrovannoho f ∈ X
*
yzuçagtsq operatornoe
vklgçenye
A ( y ) + B ( y ) � f (22)
y varyacyonnoe neravenstvo
[ ]( ), ( ) ( )A y v y v y− + −+ ϕ ϕ ≥ 〈 − 〉f v y X, ∀ v ∈ X , (23)
hde ϕ : W → R — sobstvennaq v¥puklaq funkcyq.
Oboznaçym çerez F ( X ) fyl\tr koneçnomern¥x podprostranstv v X, dlq F?∈
∈ F ( X ) IF : F → X — operator vloΩenyq, I X FF
∗ ∗ ∗→: — soprqΩenn¥j ope-
rator. Dlq kaΩdoho F ∈ F ( X ) rassmotrym otobraΩenye �F F F: ⇒ ∗, poroΩ-
dennoe otobraΩenyem � = + ∗A B X X: ⇒ po pravylu �F F FI AI= ∗
.
Opredelenye.6. OtobraΩenye � : X X⇒ ∗
koneçnomerno lokal\no ohra-
nyçeno, esly dlq lgboho F ∈ F ( X ) y y F ∈ F suwestvugt N > 0 y ε > 0
takye, çto �F Fv( ) + ≤ N, esly v yF F− + ≤ ε.
Opredelenye.7. Budem hovoryt\, çto otobraΩenye A X X: ⇒ ∗
ymeet
svojstvo ( )π : esly dlq ohranyçennoho mnoΩestva K X⊂ , πlementa v ∈ X
y selektora d ( y ) ∈ co A y( ) spravedlyva ocenka 〈 − 〉 ≤d y y v lX( ), ∀ y ∈ K,
to najdetsq m > 0 takoe, çto d y X( ) ∗ ≤ m ∀ y ∈ K.
Teorema.8. Pust\ A V V: ⇒ ∗ , B W W: ⇒ ∗
— λ -psevdomonotonn¥e ko-
neçnomerno lokal\no ohranyçenn¥e otobraΩenyq, udovletvorqgwye uslovyg
koπrcytyvnosty
[ ]( ),A y y + ≥ γ A V Vy y( ) , (24)
[ ]( ),B y y + ≥ γ B W Wy y( ) , (25)
hde funkcyy γ A( ) :⋅ →+R R , γ B( ) :⋅ →+R R ohranyçen¥ snyzu na otrezke,
γ A s( ) → + ∞ , γ B s( ) → + ∞ pry s → ∞ y odyn yz operatorov ohranyçenno-
znaçn¥j.
Tohda pry kaΩdom f ∈ X
*
operatornoe vklgçenye (22) ymeet slaboe reße-
nye, t. e. suwestvuet y ∈ X takoe, çto
[ ] [ ]( ), ( ),A y v B y v+ ++ ≥ 〈 〉f v X, ∀ v ∈ X . (26)
Teorema.9. Pust\ A V V: ⇒ ∗ , B W W: ⇒ ∗
— λ 0-psevdomonotonn¥e sov-
mestno s -ohranyçenn¥e otobraΩenyq, udovletvorqgwye uslovyqm (24), (25), y
odno yz nyx ohranyçennoznaçnoe, a operator � = + ∗A B X X: ⇒ ymeet svoj-
stvo ( )π y koneçnomerno lokal\no ohranyçen.
Tohda dlq kaΩdoho f ∈ X
*
najdetsq r > 0 takoe, çto K Bf r∩ nepusto
y slabo kompaktno, hde Br — zamknut¥j ßar v X radyusa r , K y Xf = ∈{
y udovletvorqet ( )}26 .
Dokazatel\stvo teorem¥.8. Rassmotrym operator � = + ∗A B X X: ⇒
( )( ) ( ) ( ),� y A y B y y X= + ∈ .
Lemma.8. Pust\ A V V: ⇒ ∗ , B W W: ⇒ ∗, t ohda spravedlyvo ravenstvo
cl co
X
y∗ �( ) = cl co cl co
V W
A y B y∗ ∗+( ) ( ), h d e cl
X ∗ — operacyq zam¥kanyq v
prostranstve X
*.
Kak yzvestno, co �( )y = co coA y B y( ) ( )+ [7], sledovatel\no,
cl co
X
y∗ �( ) ⊃
⊃ co coA y B y( ) ( )+ . Otsgda poluçaem
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
514 V. S. MEL|NYK
cl co
X
y∗ �( ) ⊃ cl co cl co
V W
A y B y∗ ∗+( ) ( ).
Dejstvytel\no, dlq proyzvol\n¥x w ∈ cl co
V
A y∗ ( ) , v ∈ cl co
W
B y∗ ( ) najdutsq
co A y w wn( ) � → syl\no v V∗ , co B y v vn( ) � → syl\no v W∗, znaçyt, wn +
+ vn ∈ co�( )y y wn + vn → w + v syl\no v X
*,
( ) ( )w w v vn n X− + − ∗ ≤ max ,w w v vn V n W− −{ }∗ ∗ ,
t. e. w + v ∈
cl co
X
y∗ �( ), çto dokaz¥vaet trebuemoe vloΩenye. S druhoj storo-
n¥, co�( )y ⊂ cl co cl co
V W
A y B y∗ ∗+( ) ( ) , y ostaetsq dokazat\, çto mnoΩestvo
cl co cl co
V W
A y B y∗ ∗+( ) ( ) zamknuto v X
*. Rassmotrym proyzvol\nug posledova-
tel\nost\ { }ξn ⊂ cl co cl co
V W
A y B y∗ ∗+( ) ( ) , syl\no sxodqwugsq k ξ v X
*.
Pry πtom najdetsq takoe predstavlenye ξn = wn + vn , çto posledovatel\nost\
{ }wn ⊂ cl co
V
A y∗ ( ) ohranyçena v V∗ , a posledovatel\nost\ { }vn ⊂
⊂ cl
W ∗ co B y( ) ohranyçena v W∗
v sylu ohranyçennoznaçnosty odnoho yz otob-
raΩenyj.
Znaçyt, v¥delqq podxodqwye podposledovatel\nosty, ymeem wm → w slabo
v V∗ , vm → v slabo v W∗, pryçem w ∈ cl co
V
A y∗ ( ) , v ∈ cl co
W
B y∗ ( ), otkuda
〈 〉ξm Xf, = 〈 〉 + 〈 〉w f v fm V m W, , → 〈 + 〉w v f X, ∀ f ∈ X , t. e. ξ = w + v.
Teorema 8 dokazana.
Lemma.9. P u s t \ A V V: ⇒ ∗ y B W W: ⇒ ∗
— λ -psevdomonotonn¥e
otobraΩenyq. Tohda operator � = +A B : X X⇒ ∗
λ-psevdomonotonn¥j.
Dokazatel\stvo. Pust\ yn → y slabo v X (a znaçyt, V y W ), d n ∈
∈ co�( )yn y
lim ,
n n n Xd y y
→∞
〈 − 〉 ≤ 0. (27)
Pry πtom v sylu lemm¥ 8 dn = wn + vn , hde wn ∈ co A yn( ) , vn ∈ co B yn( ) . Zdes\
y dalee, esly πto ne pryvodyt k nedorazumenyg, co oznaçaet zam¥kanye v¥puk-
loj oboloçky v sootvetstvugwem prostranstve. Yz neravenstva (27) naxodym
0 ≥ lim , lim ,
n n n V
n
n n Ww y y v y y
→∞ →∞
〈 − 〉 + 〈 − 〉 ,
otkuda, kak y pry dokazatel\stve predloΩenyq 7 [1], pryxodym k odnomu yz
dvux sootnoßenyj (dlq sootvetstvugwej podposledovatel\nosty)
lim ,
m m m Vw y y
→∞
〈 − 〉 ≤ 0, lim ,
m m m Wv y y
→∞
〈 − 〉 ≤ 0. (28)
Pry v¥polnenyy pervoho sootnoßenyq suwestvugt { } { }y ym mk
⊂ y
{ }wmk
⊂ { }wm , dlq kotor¥x
lim ,
m
m m V
k
k k
w y z
→∞
〈 − 〉 ≥ [ ]( ),A y y z− − ∀ z ∈ V , (29)
sledovatel\no, 〈 − 〉 →w y ym m Vk k
, 0 y yz (28) v¥tekaet lim ,
m m m W
k
k k
v y y
→∞
〈 − 〉 ≤ 0.
Ewe raz perexodq k podposledovatel\nostqm y yspol\zuq λ -psevdomonoton-
nost\ operatora B, zaklgçaem, çto
lim ,
m
m m W
k
k k
v y z
′
′ ′→∞
〈 − 〉 ≥ [ ]( ),B y y z− − ∀ z ∈ W .
Otsgda y yz (29) okonçatel\no ymeem
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX VKLGÇENYJ … 515
lim ,
m
m m X
k
k k
d y z
′
′ ′→∞
〈 − 〉 ≥ lim ,
m
m m V
k
k k
w y z
→∞
〈 − 〉 + lim ,
m
m m W
k
k k
v y z
′
′ ′→∞
〈 − 〉 ≥
≥ [ ] [ ]( ), ( ),A y y z B y y z− + −− − = [ ]( ),� y y z− − ∀ z ∈ X .
Lemma.10. Pust\ A V V: ⇒ ∗ , B W W: ⇒ ∗
— koneçnomerno lokal\no oh-
ranyçenn¥e operator¥, udovletvorqgwye uslovyqm (24), (25). Tohda operator
� = + ∗A B X X: ⇒ koneçnomerno lokal\no ohranyçen y
y y yX
−
+
1[ ]( ),� → + ∞ pry y X → ∞ . (30)
Dokazatel\stvo. Pust\ F ( X ) — uporqdoçenn¥j po vklgçenyg fyl\tr
koneçnomern¥x podprostranstv v X . Dlq kaΩdoho F ∈ F ( X ) rassmotrym
� �F Fy I y( ) ( )= ∗
. Pry πtom F — koneçnomernoe podprostranstvo v V y v W,
sledovatel\no, I I I F VF V V F, := →� , I I I F WF W W F, := →� , hde I X VV : → ,
I X WW : → — kanonyçeskye neprer¥vn¥e vloΩenyq. Tohda, polahaq A yF ( ) =
= I I A yF V
∗ ∗( )( ) , B y I I B yF F W( ) ( )( )= ∗ ∗
, ymeem �F y( ) = A y B yF F( ) ( )+ .
Po uslovyg teorem¥ dlq lgboho y ∈ F suwestvugt MV , MW , εV y εW ta-
kye, çto AF ( )ζ + ≤ MV , esly ζ − y F ≤ εV , y, sootvetstvenno, BF ( )ξ + ≤
≤ MW , esly ξ − y F ≤ εW . Znaçyt,
�F ( )ζ + ≤ A BF F( ) ( )ζ ζ+ ++ ≤ M = M MV W+
pry vsex ζ , udovletvorqgwyx ocenke ζ ε ε− ≤y F V Wmin( , ).
Zdes\ uçteno to obstoqtel\stvo, çto norm¥ na F, ynducyrovann¥e yz X, V
y W, πkvyvalentn¥, çto y dokaz¥vaet lokal\nug koneçnomernug ohranyçen-
nost\ operatora � .
DokaΩem svojstvo (30). Rassmotrym posledovatel\nost\ { }y Xn ⊂ takug,
çto y y yn X n V n W= + → ∞ . Pry πtom vozmoΩn¥ try sluçaq:
1. Pust\ yn V → ∞, y kn W ≤ . Tohda A y y y yn n A n V n V( ),[ ] ≥ ( )+ γ y
y A y y y y yn X n n A n V n V n X
−
+
−[ ] ≥ ( )1 1( ), γ → + ∞ , poskol\ku γ A s( ) → + ∞ pry
s → ∞ , a 0 11< <−y yn V n X pry y kn W ≤ . V πtom sluçae
y B y yn X n n
−
+
1[ ]( ), ≥ γ B n W n W n Xy y y( ) −1 → 0,
tak kak funkcyq γ B n Wy( ) ohranyçena snyzu.
Sledovatel\no,
y y yn X n n
−
+
1[ ]( ),� = y A y y y B y yn X n n n X n n
−
+
−
++1 1[ ] [ ]( ), ( ), → + ∞
pry yn V → ∞, y kn W ≤ .
2. Sluçaj yn W → ∞ , y kn V ≤ yssleduetsq analohyçno.
3. Rassmotrym nakonec sluçaj, kohda yn V → ∞ y yn W → ∞ . Tohda
y y yn X n n
−
+
1[ ]( ),� ≥ γ A n V n V n V n Wy y y y( ) +( )−1
+
+ γ B n W n W n V n Wy y y y( ) +( )−1
. (31)
Oçevydno, y yn V n X
−1 > 0, y yn W n X
−1 > 0, y esly odyn yz predelov, napry-
mer y yn W n X
−1, stremytsq k nulg pry n → ∞ , to y yn X n V
−1 = 1 –
– y yn X n W
−1 → 1 y yz (31) poluçaem (30).
Lemma 10 dokazana.
Zameçanye.6. Lemmu 10 moΩno utoçnyt\. OtobraΩenye � = +A B :
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
516 V. S. MEL|NYK
X X⇒ ∗
koneçnomerno lokal\no ohranyçeno tohda y tol\ko tohda, kohda ko-
neçnomerno lokal\no ohranyçen¥ A V V: ⇒ ∗
y B W W: ⇒ ∗.
Takym obrazom, zadaça (26) svodytsq k naxoΩdenyg y ∈ X , pry kotorom
[ ]( ),� y v + ≥ 〈 〉f v X, , (32)
hde � : X X⇒ ∗
— koneçnomerno lokal\no ohranyçennoe λ-psevdomonotonnoe
otobraΩenye, udovletvorqgwee uslovyg koπrcytyvnosty (30).
Oboznaçym K f = y X y v f v v XX∈ ≥ 〈 〉 ∈{ }+[ ]( ), , ,� , Br — zamknut¥j ßar
v X radyusa r.
UtverΩdenye.2. Pust\ � : X X⇒ ∗
— koneçnomerno lokal\no ohrany-
çennoe λ -psevdomonotonnoe otobraΩenye y spravedlyvo (30). Tohda dlq kaΩ-
doho f ∈ X
*
najdetsq r > 0 takoe, çto mnoΩestvo K Bf r∩ nepusto y sla-
bo kompaktno.
Dokazatel\stvo. Dlq kaΩdoho F ∈ F ( X ) poloΩym �F = I F FF
∗ ∗co� : ⇒
y zametym, çto �F Vx C F( ) ( )∈ ∗
∀ x ∈ F . Poslednee v¥tekaet yz sledugweho
utverΩdenyq [4].
Lemma.11. Pust\ � : X X⇒ ∗
— nekotoroe otobraΩenye. Tohda dlq
kaΩdoho F ∈ F ( x ) spravedlyvo ravenstvo co coI x I xF F
∗ ∗=� �( ) ( ) ∀ x ∈ F .
Rassmotrym funkcyg γ : R+ → R , opredelqemug sootnoßenyem γ ( r ) =
=
inf ( ),[ ]
y r X
X
y y y
=
−
+
1 � . V sylu uslovyq (30) netrudno ubedyt\sq, çto γ ( r ) →
→ ∞ pry r → ∞ , pryçem [ ]( ) ,� y f y− + ≥ γ y f yX X X( ) −( )∗ , znaçyt,
najdetsq r > 0 takoe, çto
[ ]( ) ,� y f y− + ≥ 0 ∀ y ∈ ∂Br . (33)
Analohyçno dokazatel\stvu lemm¥ 1 [4] moΩno pokazat\, çto dlq lgboho F?∈
∈ F ( x ) �F F F: ⇒ ∗
— poluneprer¥vnoe sverxu otobraΩenye.
PoloΩym B F Br F r, = ∩ , tohda dlq lgboho x Br F∈∂ , ymeet mesto ocenka
[ ]( ) ,�F Fx f x− + ≥ 0, (34)
hde f I fF F= ∗ . Dejstvytel\no, yspol\zuq (33), poluçaem
[ ]( ) ,�F Fx f x− + = sup ,
( )d x
F F F
F F
d f x
∈
〈 − 〉
�
= sup ,
( )d x
Xd f x
∈
〈 − 〉
co �
[ ]( ) ,A x f x− + ≥ 0.
Zdes\ d I dF F= ∗ , d x∈co�( ).
Otsgda s uçetom svojstv verxnyx y nyΩnyx form y lemm¥ 10 zaklgçaem,
çto �F F F: ⇒ ∗
— poluneprer¥vnoe sverxu otobraΩenye. Znaçyt, v¥polne-
n¥ vse uslovyq mnohoznaçnoho analoha lemm¥ ob ostrom uhle (sledstvye 4), yz
kotoroj sleduet suwestvovanye y BF r F∈ , , dlq kotoroho �F F Fy f( ) � , çto
πkvyvalentno neravenstvu
[ ]( ),A y xF + ≥ 〈 〉f x X, ∀ x ∈ F . (35)
Dalee, s nekotor¥my texnyçeskymy modyfykacyqmy dokazatel\stvo utverΩ-
denyq zaverßaetsq tak Ωe, kak sootvetstvugwaq çast\ dokazatel\stva teore-
m¥?1 [4].
Dlq kaΩdoho F F X0 ∈ ( ) opredelym
GF0
=
F F
F r F F F F Fy B y x f x x F
⊃
+∈ ≥ 〈 〉 ∀ ∈{ }
0
∪ , [ ]( ), ,� .
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX VKLGÇENYJ … 517
Oçevydno, GF0
≠ ∅ y soderΩytsq v Br , kotor¥j v sylu teorem¥ Banaxa –
Alaohlu qvlqetsq slabo kompaktn¥m mnoΩestvom. Rassmotrym semejstvo
nepust¥x podmnoΩestv G F F XF ∈{ }( ) y G F F XF
w ∈{ }( ) , hde GF
w
— slaboe
zam¥kanye mnoΩestva GF v X.
Dlq kaΩdoho koneçnoho nabora F1 , … , Fn ∈ F ( X ) y F ∈ F ( X ) takyx, çto
F Fii= ⊂
1∪ , ymeem G GF Fi
n
i
⊂ ≠ ∅=1∩ . Znaçyt, semejstvo G F F XF ∈{ }( ) , y
tem bolee G F F XF
w ∈{ }( ) , qvlqetsq centryrovann¥m semejstvom v slabom
kompakte Br , poπtomu [6]
GF
w
F F X∈ ≠ ∅
( )∩ . Rassmotrym
y GF
w
F F X0 ∈ ∈ ( )∩ y
v¥berem F0 ∈ F ( X ) tak, çtob¥ y0 ∈ F0 . Tohda najdetsq posledovatel\nost\ yn?∈
∈ Fn ⊃ F0 ( )y Bn r∈ , Fn ∈ F ( X ) , slabo sxodqwaqsq k y0 v X, a takΩe ′dn ?∈
∈
�F nn
y( ) , ′dn = fn = I fFn
∗ . V takom sluçae
lim ,
n n n Xd y y
→∞
〈 − 〉0 = lim ,
n n n Fd y y
n→∞
〈 ′ − 〉0 =
= lim ,
n n n Ff y y
n→∞
〈 − 〉0 = lim ,
n n Xf y y
→∞
〈 − 〉0 = 0,
hde d yn n∈co�( ) , ′ = ∗d I dn F nn
, tak kak I y IF n Fn n
∗ ∗=co co�( ) � �( ) ( )y yn F nn
= co .
A poskol\ku operator � : X X⇒ ∗
λ -psevdomonotonn¥j, najdutsq podpo-
sledovatel\nosty { }ym y { }dm , dlq kotor¥x
lim ,
m
m m Xd y v
→∞
〈 − 〉 ≥ [ ]( ),� y y v0 0 − − ∀ v ∈ X . (36)
S druhoj storon¥, dlq proyzvol\noho v ∈ X najdutsq F ∈ F ( X ) y m0 takye,
çto v ∈ F, y F Fm m∈ ⊃ ∀ ≥m m0 . Tohda
〈 − 〉d y vm m X, = 〈 ′ − 〉d y vm m Fm
, = 〈 − 〉f y vm m Fm
, = 〈 − 〉f y vm X, ∀ m ≥ m0 ,
t. e.
lim ,
m m m Xd y v
→∞
〈 − 〉 = 〈 − 〉f y y X, 0 .
Otsgda y yz (36) poluçaem
〈 − 〉f y v X, 0 ≥ lim ,
m
m m Xd y v
→∞
〈 − 〉 ≥ [ ]( ),� y y v0 0 − − ∀ v ∈ X ,
çto πkvyvalentno neravenstvu
[ ]( ),� y w0 + ≥ 〈 〉f w X, ∀ w ∈ X ,
t. e. K Bf r∩ ≠ ∅ .
Pust\ teper\ { }yn ⊂ K Bf r∩ — proyzvol\naq posledovatel\nost\. Ona
ohranyçena y moΩem sçytat\, çto yn → y0 slabo v X (ynaçe sleduet perejty k
podposledovatel\nosty), pryçem
[ ]( ),� y wn + ≥ 〈 〉f w X, ∀ w ∈ X ,
çto πkvyvalentno vklgçenyg co�( )y fn � . Znaçyt, pry kaΩdom n = 1, 2, …
najdetsq d yn n∈co�( ) takoe, çto dn = f . Otsgda neposredstvenno zaklgçaem,
çto lim ,
n n n Xd y y
→∞
〈 − 〉0 ≤ 0, y sohlasno λ-psevdomonotonnosty operatora � su-
westvugt { } { }y ym n⊂ y { } { }d dm n⊂ takye, çto
〈 − 〉f y y X, 0 = lim ,
m
m m Xd y v
→∞
〈 − 〉 ≥ [ ]( ),� y y v0 0 − − ∀ v ∈ X ,
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
518 V. S. MEL|NYK
t. e. [ ]( ),� y w0 + ≥ 〈 〉f w X, ∀ ∈ ⇒ ∈w X y K Bf r0 ∩ .
Lemma 11 dokazana.
Poskol\ku [ ]( ),� y v + = [ ] [ ]( ), ( ),A y v B y v+ ++ , teorema 8 dokazana.
Zameçanye.7. Teorema 9 dokaz¥vaetsq analohyçno.
Analyzyruq dokazatel\stvo teorem¥ 8, pryxodym k sledugwemu utverΩ-
denyg.
Teorema.10. P u s t \ A V V: ⇒ ∗ , B W W: ⇒ ∗
— λ -psevdomonotonn¥e
otobraΩenyq, udovletvorqgwye uslovyqm (24), (25), y pry kaΩdom F ∈ F ( X )
koneçnomern¥e otobraΩenyq A F FF : ⇒ ∗ , B F FF : ⇒ ∗
poluneprer¥vn¥
sverxu. Tohda spravedlyvo utverΩdenye teorem¥ 8.
Dokazatel\stvo. Dostatoçno zametyt\, çto dlq kaΩdoho F ∈ F ( X ) v sylu
ravenstva �F y( ) = A y B yF F( ) ( )+ (sm. dokazatel\stvo lemm¥ 10) operator
co�F qvlqetsq poluneprer¥vn¥m sverxu.
UtverΩdenye.3. Pust\ A X X: ⇒ ∗
— koneçnomerno lokal\no ohranyçen-
n¥j λ -psevdomonotonn¥j operator, spravedlyvo (30), otobraΩenye B X: ⇒
⇒ X∗
udovletvorqet uslovyqm a), b) predloΩenyq 7 y
[ ]( ),B y y y1 1 2− + ≥ [ ]( ),B y y y2 1 2− − ∀ y1 , y2 ∈ X . (37)
Tohda operator C = A + B udovletvorqet vsem uslovyqm utverΩdenyq 2.
Dokazatel\stvo. Analohyçno predloΩenyg 7 [1] dokaz¥vaetsq, çto C —
λ-psevdomonotonn¥j operator, koneçnomerno lokal\no ohranyçenn¥j v sylu
ohranyçennosty B.
Ostaetsq ustanovyt\ eho koπrcytyvnost\. S uçetom (37) poluçaem
[ ]( ),C y y + = [ ] [ ]( ), ( ),A y y B y y+ ++ ≥ [ ]( ), ( )A y y B y X+ −− 0 .
Poskol\ku B( )0 − — koneçnoe çyslo, yz poluçennoho sootnoßenyq naxodym
y C y yX
−
+ → + ∞1[ ]( ), pry y X → ∞ .
UtverΩdenye dokazano.
Zameçanye .8. UtverΩdenye?3 ostaetsq v syle, esly otobraΩenyq
A X X: ⇒ ∗ , B X X: ⇒ ∗
udovletvorqgt uslovyqm predloΩenyq 8 [1] y v¥-
polnqetsq neravenstvo (37).
Yzuçym varyacyonnoe neravenstvo s mnohoznaçn¥my otobraΩenyqmy vyda
[ ] [ ]( ), ( ), ( ) ( )A y v y B y v y v y− + − + −+ + ϕ ϕ ≥ 〈 − 〉f v y X, ∀ v ∈ X , (38)
hde A V V: ⇒ ∗ , B W W: ⇒ ∗, ϕ : X → R — v¥pukl¥j funkcyonal, f ∈ X
*.
Teorema.11. Pust\ operator¥ A, B udovletvorqgt uslovyqm teorem¥ 8
(yly 9), ϕ : X → R — v¥pukl¥j poluneprer¥vn¥j snyzu funkcyonal. Tohda dlq
lgboho f ∈ X
*
varyacyonnoe neravenstvo (38) ymeet, po krajnej mere, odno
reßenye.
Dokazatel\stvo. V uslovyqx teorem¥ funkcyonal ϕ poroΩdaet strohoe
subdyfferencyal\noe otobraΩenye ∂ ∗ϕ : X X⇒ , kotoroe poluneprer¥vno
sverxu, monotonno y ymeet zamknut¥e v¥pukl¥e ohranyçenn¥e znaçenyq v X
*
[12]. Sledovatel\no, ∂ ∗ϕ : X X⇒ — λ -psevdomonotonnoe koneçnomerno lo-
kal\no ohranyçennoe otobraΩenye.
Narqdu s (38) rassmotrym operatornoe vklgçenye
co coA y B y y( ) ( ) ( )+ + ∂ϕ � f . (39)
Vklgçenye (39) πkvyvalentno varyacyonnomu neravenstvu (38) [4]. Dlq zaver-
ßenyq dokazatel\stva teorem¥ ostalos\ zametyt\, çto operator
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX VKLGÇENYJ … 519
� = co coA B+ + ∂ϕ
udovletvorqet vsem uslovyqm teorem¥ 8 (yly 9), yz kotoroj v¥tekaet razreßy-
most\ (39).
Teorema 11 dokazana.
Teper\ rassmotrym neravenstvo (38), v kotorom B = 0 , a funkcyonal ϕ :
W → R, t. e.
[ ]( ), ( ) ( )A y v y v y− + −+ ϕ ϕ ≥ 〈 − 〉f v y X, ∀ v ∈ X . (40)
Teorema.12. Pust\ operator A V V: ⇒ ∗
udovletvorqet uslovyqm teo-
rem¥ 8 (yly 9), ϕ : W → R — v¥pukl¥j poluneprer¥vn¥j snyzu na W funk-
cyonal, pryçem
ϕ ( y ) ≥ γ ϕ y yW W( ) , (41)
hde γ ϕ( ) :⋅ →+R R — ohranyçennaq snyzu na otrezkax funkcyq y γ ϕ( )s → + ∞
pry s → ∞ .
Tohda varyacyonnoe neravenstvo (40) ymeet reßenye y X V W∈ = ∩ .
Dokazatel\stvo. Pry kaΩdom y ∈ W subdyfferencyal ∂ϕ ( y ) — nepus-
toe zamknutoe v¥pukloe ohranyçennoe mnoΩestvo v W
*
, a otobraΩenye
∂ ∗ϕ : W W⇒ — monotonnoe lokal\no ohranyçennoe poluneprer¥vnoe sverxu.
Rassmotrym assocyatyvnoe s (40) operatornoe vklgçenye
co A y y( ) ( )+ ∂ϕ � f .
OtobraΩenye � = co A + ∂ϕ : X X⇒ ∗
λ -psevdomonotonnoe y, sohlasno
ocenke (41), a takΩe estestvennomu neravenstvu
ϕ ϕ( ) [ ( ), ]0 + ∂ +y y ≥ ϕ ( y ),
pry y W → ∞ poluçaem
y y yW
−
+∂1[ ( ), ]ϕ ≥ γ ϕϕ y yW W( ) − −1 0( ) → + ∞ ,
t. e. operator � koπrcytyven na X y v¥polnen¥ vse uslovyq teorem¥ 8. Dlq
uslovyj teorem¥ 9 rassuΩdenyq analohyçn¥.
Prymer. Pust\ Ω — ohranyçennoe otkr¥toe mnoΩestvo v n-mernom evkly-
dovom prostranstve R
n
s rehulqrnoj hranycej ∂Ω [2], funkcyq h : Ω × R →
→ R udovletvorqet sledugwym uslovyqm:
1) dlq vsex s ∈ R funkcyq Ω � x � h ( x, s ) yzmeryma;
2) dlq poçty vsex x ∈ Ω funkcyq R ∈ s � h ( x, s ) v¥pukla y polunepre-
r¥vna snyzu;
3) suwestvugt funkcyy g g L0 1 1, ( )∈ Ω y çyslo α ≥ 0 takye, çto dlq vsex
s ∈ R y poçty vsex x ∈ Ω spravedlyv¥ ocenky
g x0( ) ≤ h ( x, s ) ≤ g x s p
1( ) + α , (42)
hde 1 < p < ∞ .
V banaxovom prostranstve Lp( )Ω summyruem¥x so stepen\g p funkcyj
rassmotrym yntehral\n¥j funkcyonal
ϕ ( y ) = h x y x dx( , ( ))
Ω
∫ .
Lemma.12. Pust\ v¥polnen¥ uslovyq 1 – 3. Tohda ϕ : ( )Lp Ω → R — v¥-
pukl¥j poluneprer¥vn¥j snyzu funkcyonal, dom ϕ = Lp( )Ω , pryçem
∂ϕ ( y ) = { }( ) ( ) ( , ( )) . .ξ ξ∈ ∈∂L x h x y xq sΩ p v ,
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
520 V. S. MEL|NYK
hde p q− −+1 1 = 1, ∂sh x s( , ) — subdyfferencyal funkcyy h ( x, s ) po vtoromu
arhumentu.
Dokazatel\stvo. V¥puklost\ oçevydna, a poluneprer¥vnost\ snyzu sle-
duet yz nyΩnej ocenky (42) y lemm¥ Lebeha – Fatu. Yz verxnej ocenky (42) po-
luçaem dom ϕ = Lp( )Ω . Kak yzvestno, soprqΩenn¥j funkcyonal ymeet vyd
ϕ ξ∗( ) = h x x dx∗∫ ( , ( ))ξ
Ω
,
hde ξ ∈ Lq( )Ω , h x s∗( , ) = sup { ( , )}
t
ts h x s
∈
−
R
.
Sootnoßenye ξ ϕ∈∂ ( )y πkvyvalentno ravenstvu
ϕ ϕ ξ( ) ( )y + ∗ = y x x dx( ) ( )ξ
Ω
∫
yly
h x y x h x x y x x dx( , ( )) ( , ( )) ( ) ( )+ −[ ]∗∫ ξ ξ
Ω
= 0.
Poskol\ku pod¥ntehral\noe v¥raΩenye neotrycatel\noe, to
h x y x h x x( , ( )) ( , ( ))+ ∗ ξ = y x x( ) ( )ξ p. v.,
çto πkvyvalentno vklgçenyg ξ ( ) ( , ( ))x h x y xs∈∂ p. v.
Takym obrazom, dokazano vloΩenye
∂ϕ ( )y ⊂
{ }( ) ( ) ( , ( )) . .ξ ξ∈ ∈∂L x h x y xq sΩ p v = N.
Esly Ωe ξ ∈ N , to, oçevydno,
ϕ ϕ ξ( ) ( )y + ∗ = 〈 〉ξ, y ,
otkuda ξ ϕ∈∂ ( )y .
Lemma 12 dokazana.
Pust\ x = ( x1 , x2 , … , xn ) ∈ Ω , α = ( α1 , … , αn ) — mul\tyyndeks s cel¥my
neotrycatel\n¥my komponentamy αi , α = αii
n
=∑ 1
,
D y xα ( ) =
∂
∂
… ∂
∂
x x
y x
n
n
1
1α α
( ), D yk = D y kα α ={ }.
Oboznaçym çerez M1 , M2 çyslo razlyçn¥x mul\tyyndeksov α, β dlyn¥, ne
bol\ßej çem m y m – 1 sootvetstvenno, Wp
m( )Ω — prostranstvo Soboleva, so-
stoqwee yz funkcyj, prynadleΩawyx Lp( )Ω , obobwenn¥e çastn¥e proyzvod-
n¥e kotor¥x do porqdka m vklgçytel\no takΩe prynadleΩat Lp( )Ω ,
0
Wp
m( )Ω
— podprostranstvo prostranstva Wp
m( )Ω , qvlqgweesq zam¥kanyem hladkyx
fynytn¥x funkcyj v Wp
m( )Ω .
Rassmotrym semejstvo A xα η ξ( , , ) vewestvenn¥x funkcyj α ≤( )m , opre-
delenn¥x v Ω × ×R RM M2 1
y udovletvorqgwyx sledugwym uslovyqm [3]:
a) dlq poçty vsex x ∈ Ω funkcyq R RM M A x2 1× � ( , ) ( , , )η ξ η ξα� nepre-
r¥vna y dlq vsex η , ξ funkcyq Ω � x A x� α η ξ( , , ) yzmeryma;
b) suwestvugt funkcyq l Lq∈ ( )Ω y konstanta c > 0 takye, çto
A xα η ξ( , , ) ≤ C l xp pη ξ− −+ +( )1 1 ( ) p. v. dlq x ∈ Ω ;
v) dlq poçty vsex x ∈ Ω y proyzvol\n¥x ohranyçenn¥x η
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
TOPOLOHYÇESKYE METODÁ V TEORYY OPERATORNÁX VKLGÇENYJ … 521
A x p
m
α α
α
η ξ ξ
ξ ξ
( , , )
1
1+ −
=
∑ → + ∞ pry ξ → ∞ ;
h) dlq poçty vsex x ∈ Ω y vsex η
A x A x
m
α α α α
α
η ξ η ξ ξ ξ( , , ) ( , , )′ − ′′( ) ′ − ′′( )
=
∑ > 0 pry ξ′ ≠ ξ″
.
PoloΩym δ y = { }, , ,y Dy D ym… −1 , tohda dlq lgb¥x y, w ∈ Wp
m( )Ω opredele-
na forma
a ( y, w ) =
α
α
αδ
=
∑ ∫
m
mA x y D y D w dx( , , )
Ω
.
Pust\ V — zamknutoe vektornoe podprostranstvo v Wp
m( )Ω takoe, çto
0
Wp
m( )Ω ⊂ V ⊂ Wp
m( )Ω .
Rassmotrym mnohoznaçnoe otobraΩenye A V V: ⇒ ∗ , poroΩdennoe formu-
loj
〈 〉A y w V( ), = a y w wdx y( , ) ( )+ ∈∂
∫
Ω
ξ ξ ϕ = 〈 〉 + 〈 〉A y w A y wV V1 2( ), ( ), .
Pry v¥polnenyy uslovyj 1 – 3 y a) – h) otobraΩenye A A A V V= + ∗
1 2 : ⇒
qvlqetsq λ-psevdomonotonn¥m.
Teorema.13. Pust\ v¥polnen¥ uslovyq 1 – 3 y a) – h), f ∈ V
*
y
y a y yV
−1 ( , ) → + ∞ pry y V → ∞ .
Tohda vklgçenye
α
α α
α
≤
∑ − ∂ + ∂
m
m
sD A x y D y h x y( ) ( , , ) ( , )1 � f
ymeet obobwennoe reßenye y ∈ V .
Pry predpoloΩenyqx 1 – 3, a) – h) v¥polnen¥ vse uslovyq teorem¥?8.
1. Mel\nyk V. S. Topolohyçeskye metod¥ v teoryy operatorn¥x vklgçenyj v banaxov¥x
prostranstvax. I // Ukr. mat. Ωurn. – 2006. – 58, # 2. – S.?184 – 194.
2. Skr¥pnyk Y. V. Metod¥ yssledovanyq nelynejn¥x πllyptyçeskyx hranyçn¥x zadaç. – M.:
Nauka, 1990.?– 442?s.
3. Lyons Û.-L. Nekotor¥e metod¥ reßenyq nelynejn¥x kraev¥x zadaç. – M.: Myr, 1972.?–
587?s.
4. Mel\nyk V. S. Mul\tyvaryacyonn¥e neravenstva y operatorn¥e vklgçenyq v banaxov¥x
prostranstvax s otobraΩenyqmy klassa ( )S + // Ukr. mat. Ωurn. – 2000. – 52, # 11. –
S.?1513?–?1523.
5. Melnik V. S., Vakulenko A. N. On topological method in the theory of operator inclusions with
dencely defined mapping in Banach spaces // Nonlinear Boundary Value Problems. – 2000. – 10. –
P. 125 – 142.
6. Ryd M., Sajmon B. Metod¥ sovremennoj matematyçeskoj fyzyky. T.1. Funkcyonal\n¥j
analyz. – M.: Myr, 1977.?– 357?s.
7. Pßenyçn¥j B. N. V¥pukl¥j analyz y πkstremal\n¥e zadaçy. – M.: Nauka, 1980.?– 320?s.
8. Mel\nyk V. S. Uzahal\nena nerivnist\ Ki Fanq i nuli bahatoznaçnyx vidobraΩen\ // Dopov.
NAN Ukra]ny. – 2004. – # 3. – S.?15 – 19.
9. Zhurovskyj M. Z., Mel\nyk V. S. Nelynejn¥j analyz y upravlenye beskoneçnomern¥my sys-
temamy. – Kyev: Nauk. dumka, 1999.?– 630?s.
10. Obπn Û.-P., ∏kland Y. Prykladnoj nelynejn¥j analyz. – M.: Myr, 1988.?– 510?s.
11. Íefer X. Topolohyçeskye vektorn¥e prostranstva. – M.: Myr, 1971.?– 359?s.
12. Kas\qnov P. O., Mel\nyk V. S. Pro vlastyvosti subdyferencial\nyx vidobraΩen\ u prosto-
rax Freße // Ukr. mat. Ωurn. – 2005. – 57, # 10. – S. 1385 – 1394.
Poluçeno 31.10.2005
ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 4
|