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一类压缩型映射的不动点定理

2019-10-21李新宇王艺

文存阅刊 2019年18期

李新宇 王艺

摘要:在完备的b-度量空间中,利用Picard迭代的方法,证明了一类特殊的压缩型映射不动点的存在性和唯一性。

关键词: b-度量空间;不动点;压缩映射

1.引言

不动点理论是非线性分析发展的重要课题之一,1922年,Banach在完备的度量空间中证明了著名的Banach压缩映像原理。其后,关于不动点理论的研究集中在完备的度量空间中。1993年,Banach[1]和Czerwik[2]提出b-度量空间的概念,并在此空间证明了压缩映射存在着唯一不动点。1993年,Vasile[3]推廣了Banach和Czerwik的结果,证明了在完备的度量空间中一类压缩型映射的不动点唯一。2013年,Mehmet和Hiikmi[4]研究了Kannan[5]型和Chatlerjea[6]型压缩映射的不动点问题。在完备的b-度量空间中,利用Picard迭代的方法,证明了一类特殊的压缩型映射不动点的存在性和唯一性。

2.预备知识

定义2.1[4]设X是一个非空集合,映射X×X→R+,对满足:

① ② ③

则(x,d)是一个b-度量空间。

定义2.2[4]设(X,d)是一个b-度量空间,X上的序列{xn}叫柯西序列,当且仅当如果对任意,存在N,对任意,有.若柯西序列收敛,则b-度量空间完备。

定义2.3[4] 设E是一个任意集合,T∶E→是一个自映射。对任意的,序列,,,称为从初始值x0开始的Picard迭代序列。

3.b-度量空间中的不动点定理

定理3.1 设(X,d)是一个系数s≥1的完备的b-度量空间, T是X的自映射,满足

其中h∈(0,1)的常数,hs∈(0,1),则存在唯一的一点x*,使得。

证明 令x0∈X且定义为X中的序列,满足,

由T可得,使

由于h∈(0,1),显然上式中最大值为d(x0,x1),所以

同理得。下证为柯西序列,令m>n>0,则

当n,m趋近于∞时,xn与xm之间的距离趋近于零,故该序列为柯西列。

设次序列收敛于.下证x*为T的不动点

若上式中最大值为则

由序列收敛于x*,所以x*与xn+1之间的距离趋近于零。又,……

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