Operador adjunto: diferenças entre revisões
Etiqueta: Inserção de predefinição obsoleta |
|||
Linha 121: | Linha 121: | ||
é formalmente semelhante à definição de propriedades de pares de [[functor|functores]] adjuntos na [[Teoria das categorias|teoria da categoria]], e neste momento que functor adjunto tem seu nome retirado. |
é formalmente semelhante à definição de propriedades de pares de [[functor|functores]] adjuntos na [[Teoria das categorias|teoria da categoria]], e neste momento que functor adjunto tem seu nome retirado. |
||
== Definição para os |
== Definição para os Operadores Ilimitados == |
||
Sejam <math> |
Sejam <math> X,Y </math> [[Espaço de Banach|espaços de Banach]] . Um [[Operador linear ilimitado|operador linear ilimitado]] é uma aplicação linear <math> A: D(A)\subset X\longrightarrow Y </math>, onde <math> D(A) </math> é um subespaço de <math> X</math>, chamado domínio de <math>A</math>. Dizemos que o operador <math> A </math> é '''densamente definido''' quando <math> \overline{D(A)}=X</math>. |
||
Dado um operador linear ilimitado <math> A: D(A)\subset |
Dado um operador linear ilimitado <math> A: D(A)\subset X\longrightarrow Y </math> densamente definido, o seu '''Operador Adjunto''' é um operador linear ilimitado |
||
<math>A^\ast: D(A^\ast)\subset |
<math>A^\ast: D(A^\ast)\subset Y^\ast \longrightarrow X^\ast </math> que definiremos a seguir. |
||
Primeiramente, precisamos definimos seu domínio. Para isso, para cada <math> \varphi\in Y^\ast </math> definimos o funcional linear <math> \varphi_{A}: D(A)\longrightarrow \mathbb{R}</math> por <math> \varphi_{A}(x)=\lang \varphi,Ax\rang </math>, onde <math>\lang \cdot,\cdot\rang </math> denota o [[Espaço_dual#Espaço_dual_topológico|par dualidade]] entre <math>Y^\ast </math> e <math>Y</math>, isto é, <math>\lang \varphi,Ax\rang=\varphi(Ax)</math>. |
|||
⚫ | |||
É fácil ver que <math>D(A^\ast)</math> é um subespaço linear de <math>W^\ast</math>. Agora, vamos definir <math> A^\ast \varphi </math>. Dado <math>\varphi \in D(A^\ast)</math>, considere o operador <math>\tilde{\varphi}: D(A)\longrightarrow \mathbb{R}</math> definido por |
|||
Com isso, definimos o domínio de <math>A^\ast</math> como o subespaço de <math> Y^\ast</math> dos funcionais <math> \varphi_A </math> que são contínuos, ou seja, |
|||
: <math>\tilde{\varphi}(u)=\lang \varphi, Au\rang,\ \forall u\in D(A).</math> |
|||
: <math> D(A^\ast)=\{\varphi\in Y^\ast;\ \varphi_{A}\in D(A)^\ast \}. </math> |
|||
⚫ | |||
⚫ | Agora, podemos definir <math> A^\ast \varphi</math> em <math> X^\ast</math>. De fato, dado <math> \varphi\in D(A^\ast)</math>, como <math> D(A) </math> é denso em <math> X </math>, existe uma única <math>\tilde{\varphi}\in X^\ast</math> que estende <math>\varphi</math>. Assim, definimos <math> A^\ast \varphi= \tilde{\varphi} </math>. Em particular, temos a seguinte relação fundamental entre <math>A </math> e <math> A^\ast </math>: |
||
:<math>|\tilde{\varphi}(u)|=|\lang \varphi, Au\rang|\leq C\|u\|_{V},\ \forall u\in D(A). </math> |
|||
⚫ | |||
: <math> \lang A^\ast \varphi , |
: <math> \lang A^\ast \varphi , x \rang_{X^\ast,X} = \lang \varphi , Au \rang_{Y^\ast,Y}, \ \forall x\in D(A), \ \forall \varphi\in D(A^\ast). </math> |
||
== Ver também == |
== Ver também == |
||
Linha 159: | Linha 158: | ||
{{Referências}} |
{{Referências}} |
||
==Bibliografia== |
|||
* {{Cite book |
|||
|last=Brézis |
|||
|first=Haïm |
|||
|title=Functional Analysis, Sobolev Spaces and Partial Differential Equations |
|||
|publisher= [[Springer Science+Business Media|Springer]] |
|||
|year=2010 |
|||
|isbn=978-0-387-70914-7 |
|||
|author-link=Haïm_Brézis |
|||
|doi=10.1007/978-0-387-70914-7 |
|||
}} |
|||
* {{Cite book |
|||
|last=Kesavan |
|||
|first=Srinivasan |
|||
|title=Topics in Functional Analysis and Applications |
|||
|publisher= New Age International Publishers |
|||
|year=2015 |
|||
|edition=second |
|||
|isbn=978-81-224-3797-3 |
|||
}} |
|||
{{Wikilivros|Álgebra linear|Transformações lineares}} |
{{Wikilivros|Álgebra linear|Transformações lineares}} |
||
{{Commons|Hermitian adjoint}} |
{{Commons|Hermitian adjoint}} |
||
{{esboço-matemática}} |
{{esboço-matemática}} |
Revisão das 11h51min de 28 de dezembro de 2023
Em matemática e, em especial, em análise funcional, um operador linear em um espaço de Hilbert pode possuir um operador adjunto. Essa relação é a generalização, para qualquer dimensão, do conceito da matriz transposta conjugada. Se pensarmos no espaço de Hilbert como uma "generalização dos números complexos", então o adjunto de um operador desempenha o papel do conjugado de um número complexo.[1]
O adjunto de um operador é, por vezes, chamado de conjugado Hermitiano de (em homenagem a Charles Hermite) e é denotado por ou , sendo a última notação especialmente utilizada em conjunto com a notação Bra-ket.[2]
Definição para os operadores limitados
Suponha que é um espaço de Hilbert, com o produto interno . Considere um operador linear contínuo (isso é o mesmo que um operador linear limitado).
Usando o teorema da representação de Riesz, pode-se mostrar que existe um operador linear contínuo único com a seguinte propriedade:
Esse operador é o adjunto de . Isso pode ser visto como uma generalização da matriz adjunta.
Propriedades
Propriedades imediatas:
- (Involução )
- Se é inversível, então assim é , com
- (aditividade)
- , onde denota o conjugado do número complexo
Se definimos a norma operacional de por
então
- .
Além disso,
O conjunto de operadores lineares limitados em um espaço de Hilbert juntamente com a operação adjunta e norma operacional formam um protótipo de uma álgebra .
Componentes
Seja um espaço vetorial finito sobre o corpo complexo e dois vetores ortonormais contidos na base canônica desse espaço vetorial. Para qualquer dois vetores contidos nesse espaço na base canônica teremos que
.
Assim considere o operador ( é endomórfico a ), suas componentes são dadas por
mas note que
portanto
desse modo
portanto o adjunto de um operador representado matricialmente é igual à transposta da sua matriz com os conjugados complexos tomados.
Operador Hermitiano
Um operador que atua num determinado espaço vetorial é dito hermitiano se satisfaz
Um exemplo de operador hermitiano é o operador momento, visto na mecânica quântica. Suas componentes na base do operador posição são encontradas a partir da relação de completeza (estamos supondo que o espaço vetorial onde esses operadores atuam é completo)
pois as componentes do operador de derivação não são hermitianas (é anti-hermitiano)
Conjugado hermitiano de um operador constante
Temos um operador , onde e são números reais, pela definição temos que o conjugado hermitiano
Substituimos por ,
temos que, o conjugado de um operador hermitiano constante é o seu conjugado complexo.[4]
Adjuntos de operador antilinear
Para um operador antilinear a definição de adjunto necessita ser ajustado a fim de compensar a conjugação complexa. Um operador adjunto do operador antilinear em um espaço de Hilbert é um operador antilinear com a propriedade:
Outros adjuntos
Esta Equação
é formalmente semelhante à definição de propriedades de pares de functores adjuntos na teoria da categoria, e neste momento que functor adjunto tem seu nome retirado.
Definição para os Operadores Ilimitados
Sejam espaços de Banach . Um operador linear ilimitado é uma aplicação linear , onde é um subespaço de , chamado domínio de . Dizemos que o operador é densamente definido quando .
Dado um operador linear ilimitado densamente definido, o seu Operador Adjunto é um operador linear ilimitado que definiremos a seguir.
Primeiramente, precisamos definimos seu domínio. Para isso, para cada definimos o funcional linear por , onde denota o par dualidade entre e , isto é, .
Com isso, definimos o domínio de como o subespaço de dos funcionais que são contínuos, ou seja,
Note que, se , então tal que
Agora, podemos definir em . De fato, dado , como é denso em , existe uma única que estende . Assim, definimos . Em particular, temos a seguinte relação fundamental entre e :
Ver também
Referências
Bibliografia
- Brézis, Haïm (2010). Functional Analysis, Sobolev Spaces and Partial Differential Equations. [S.l.]: Springer. ISBN 978-0-387-70914-7. doi:10.1007/978-0-387-70914-7
- Kesavan, Srinivasan (2015). Topics in Functional Analysis and Applications second ed. [S.l.]: New Age International Publishers. ISBN 978-81-224-3797-3