本质自伴算子定义等价性的疑问
本质自伴算子定义等价性的疑问
嘿,这个问题问得特别到位,其实这两个定义的等价性是算子理论里很核心的一个推导点,咱们一步步拆解清楚:
首先先回顾几个算子理论的基础性质,这是推导的关键:
- 对于稠定算子T(这是本质自伴定义的前提,只有稠定算子才有伴随算子),它的闭包
cl(T)的伴随算子等于原算子的伴随算子,也就是(cl(T))* = T*,这个是伴随算子的基本性质,记住这点就打通了关键环节。 - 另外,自伴算子本身一定是闭算子,而伴随算子
T*也天然是闭算子。
现在看等价性推导:
从标准定义推
T* = cl(T):
本质自伴的标准定义是「T的闭包是自伴算子」,也就是cl(T)* = cl(T)。结合刚才的性质(cl(T))* = T*,直接就能得到T* = cl(T)。从
T* = cl(T)推标准定义:
如果T* = cl(T),那因为T*是闭算子,所以cl(T)也是闭算子。再结合伴随的性质,(cl(T))* = T* = cl(T),这就满足了自伴算子的定义,所以cl(T)是自伴的,也就是T本质自伴。
你提到“能看到T*是cl(T)的扩张”,这点完全没错——对于稠定算子,cl(T) ⊆ T*是天然成立的。而当T本质自伴时,因为cl(T)是自伴的,它的伴随就是自己,再结合(cl(T))* = T*,就把这个包含关系变成了相等关系,也就解释了为什么反过来也成立。
最后补充个小延伸:本质自伴还有个常用的等价条件——T的自伴扩张是唯一的,这和T* = cl(T)也是等价的,因为当T* = cl(T)时,T*本身就是自伴算子,也就是T的唯一自伴扩张。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者El Dorado




