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算子理论产生于20世纪初,由于其在数学和其它学科中的广泛应用,在20世纪的前三十年得到迅速发展,近年来Shorted算子与Schur补的研究已成为算子理论研究的热点问题之一.设H表示无穷维复可分Hilbert空间,我们用B(H)<+>表示H上的所有有界线性正算子全体。设A∈B(H)<+>,S是H的一个闭子空间,则算子A关于S的shorted算子定义为∑(s,A)=max{X ∈B(H)<+>:X≤A且R(X) S},这里的最大值是在偏序集(B(H),≥)中取得的.对于正算子A与子空间S,设P(A,S)为这里P表示所有幂等算子全体.若集合P(A,S)是非空的则我们称元素对(A,S)是匹配的。本文研究内容涉及Shorted算子的几何结构、元素对(A,S)的匹配性、正算子的下确界及算子方程的正解问题.在Shorted算子方面,对于给定的A∈B(H)<+>,S H,得到了∑(S,A)的几何结构及元素对(A,S)匹配的充要条件.效应代数方面,Hilbert空间上两个效应的下确界问题是确定在何种条件下效应A和B∈ε(H)的下确界A∧B存在。本文把两个效应的下确界问题推广到两个正算子的下确界问题,对任意的A,B∈B(H)<+>,得到了下确界A∧B存在的充要条件。在算子方程方面,首先对列算子矩阵的条件下,得到了其Moore-Penrose广义逆的表达形式,其次对于无限维Hilbert空间上的算子方程AY=C的正解问题进行了研究,得出了算子方程AX=C有正解的等价条件及正解的通式。
本文共分四章:
第一章主要介绍本文要用到的一些符号、概念及定理,例如正算子谱,Shorted算子,匹配性,下确界等概念;同时又介绍了一些熟知的定理如值域包含定理,谱映射定理等。
第二章我们主要运用算子分块矩阵的技巧来研究Shorted算子,揭示了任意一个正算子A与它的Shorted算子∑(S,A)的几何结构关系。其次,我们刻画了(A,S)的匹配性,这里A是一个自伴算子,S是H的一个闭子空间;特别地,当A是正算子时对集合P(A,5)={Q∈P:R(Q)=s,AQ=Q<*>A}从算子几何结构方面给出了详细刻画,这里的P表示Hilbert空间H上所有幂等算子全体,S 表示子空间S在H中的正交补空间。
第三章在无限维Hilbert空间上,利用Shorted算子来研究两个正算子A,B ∈B(H)<+>的下确界问题,得到了下确界A∧B存在的充要条件。主要结论如下:
(1)设A∈B(H)<+>,P是到闭子空间S上的正交投影,则P∧A存在当且仅当σ(∑(S,A)) {0}∪[1,||A||]或σ(∑(S,A)) [0,1]。
(2)设A,B∈B(H)<+>则正算子A,B的下确界A∧B存在当且仅当∑(S<,0>,A)与∑(S<,0>,B)是可比较的,这里S<,0>=R(A)∩R(B)。
第四章我们首先研究了列算子矩阵在R(A<,1><*>)∩R(A<,2><*>)={0}的条件下的Moore-Penrose逆的表达形式;然后探讨了算子方程AX=C有自伴解和正解的条件,分别得出了算子方程AX=C有自伴解和正解的等价条件;最后给出了算子方程AX=C与XB=D有公共正解的充要条件。