对于任何非零元素x0,如果线性泛函f在x0上的取值等于x0的范数,即f(x0)=∣∣x0∣∣,可以断定泛函f的范数等于1。
这个结论可以通过构造一个特定的线性泛函来证明。
具体来说,假设X是一个赋范空间,x0是X中的一个非零元素。
我们可以构造一个线性泛函f,使得对于任意λx0(其中λ是标量),有f(λx0)=∣λ∣⋅∣∣x0∣∣。
这样的泛函可以通过定义f(x0)=∣∣x0∣∣来实现,
因为f是线性的,所以对于任何标量λ,有f(λx0)=λf(x0)=λ∣∣x0∣∣。
参考矩阵范数:
║A║ = max{║Ax║:║x║=1}= max{║Ax║/║x║: x≠0}
由于线性泛函的范数定义为∣∣f∣∣=sup{∣f(x)∣/∥x∥},而此处f(x)=x,所以∣∣f∣∣=1。
因此,我们可以得出结论,对于任何非零元素x0,如果线性泛函f在x0上的取值等于x0的范数,那么这个泛函的范数必然等于1。