Замкнутая Система

Элементов, замкнутая система функций,- система элементов jn некоторого линейного нормированного пространства Нтакая, что любой элемент можно сколь угодно точно приблизить в метрике пространства Нконечной линейной комбинацией элементов из этой системы, т. е. для всякого e>0 найдутся такие числа с 0, с 1 ..., с п, что выполняется неравенство Напр., система степеней , n=0, 1, 2, ..., замкнута в пространстве Lp[a, b, dm(x)]. функций, суммируемых в степени на конечном отрезке [ а, b]с интегральным весом m(x), причем неравенство (1) в этом случае имеет вид где Qn(x)- многочлен степени п. Обычно рассматривается случай, когда — ортонормированная последовательность элементов в гильбертовом пространстве Н.*Тогда условие замкнутости (1) эквивалентно выполнению для всех элементов равенств где — коэффициенты Фурье элемента f по системе . В случае тригонометрич. системы функций условие (3) наз. равенством Парсеваля; оно имеет вид Это равенство рассматривали М. Парсеваль (М. Раrseval, 1806), Ш. Балле Пуссен (Ch. La Vallee Poussin, 1890), А. Гурвиц (A. Hurwitz, 1901-03); строгое его доказательство дал (в случае, когда f(x)ограничена) А. М. Ляпунов (1896). Общий случай условия замкнутости (3) впервые подробно исследовал В. А. Стеклов (1898) в связи с решением нек-рых задач математич. физики. Введя термин "замкнутость", В. А. Стеклов рассмотрел с этой точки зрения различные конкретные системы ортогональных функций, и в частности фундаментальные решения уравнения Штурма — Лиувилля (см. Штурма- Лиувилля задача). Поэтому равенство (3) часто наз. условием замкнутости Парсеваля — Стеклова. Понятие замкнутости широко применяется в теории ортогональных многочленов. Если отрезок ортогональности конечен, то система ортогональных многочленов замкнута при любом весе. В случае бесконечного интервала ортогональности В. А. Стеклов установил ряд условий на весовую функцию, достаточных для замкнутости соответствующей системы ортогональных многочленов: в частности, он доказал замкнутость систем многочленов Эрмита и Лагерра. Одно из достаточных условий Стеклова в случав интервала заключается в том, что существует такая последовательность положительных чисел следует условие f=0. В гильбертовом пространстве эти два понятия эквивалентны. Полнота системы в пространстве Lp эквивалентна замкнутости этой же системы в Lq, где В комплексной области подробно изучены аналоги неравенств типа (1) или (2) для систем многочленов и более общих систем функций (см. Ортогональные многочлены в комплексной области). Лит.:[1]Качмаж С, Штейнгауз Г., Теория ортогональных рядов, пер. снем.,М., 1958; [2] Геронимус Я.