“完备度量空间上广义压缩映射不动点定理”的一个注解外文翻译资料

 2022-11-25 15:14:17

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“完备度量空间上广义压缩映射不动点定理”的一个注解

蒋淑君,李志龙,Boscaron;ko Damjanovic

摘要:最近,Hussain et al.文献(不动点理论及其应用.2015:185,2015)介绍了压缩的概念并且建立了一些压缩映射不动点定理.在本文中,我们引入了一种新的证明方法,在Hussain et al.文献中去掉关于不动点定理的两个条件,证明了在完备度量空间中的JS压缩,因此,我们证明Hussain et al.文献中的定理2.3-2.8和推论2.9.是Ciric,Chatterjea,Kannan, 和Reich相关定理的自然结论,而不是推广.

MSC:47H10;54H25

关键字:不动点定理,Ciric压缩,压缩

1 引言

Banach压缩原理[2]是压缩型映射不动点定理的第一个重要结论,其说明了对每个Banach压缩(即存在,对任意的使得)有唯一的不动点,当是一个完备度量空间.这是一个著名的定理,也是数学分析许多分支中一个基本的工具,于1922年出现在Banach的论文中,该定理被用于确立积分方程解的存在性.到目前为止,由于它的重要性和简便性,许多作者得到了有关Banach定理有意义的延拓和推广.(见[1,3-11]).

根据Ciric定理[6]和Hussain et al.[1],介绍Ciric压缩和压缩的概念,如下

定义1 设是一个度量空间,映射被称为:

一个Ciric压缩(见[6]),如果存在非负数,且,使得

; (1)

一个压缩(见[1]),如果存在和非负数,且使得

, (2)

这里是所有函数的一个集合,且满足下面的条件:

是非递增的,当且仅当;

对每个序列,当且仅当;

存在及使得;

对任意,.

为了简便,我们不妨把所有满足和的非递增函数的集合记作,把所有满足,和的函数的集合记作.

注1

如果,,则.如果,,则,但,这是因为,对每个,,即不满足.如果,,则,但,因为当时,=gt;=,即不满足.

显然,且,另外,由,有且.

由,我们得出,,且.

1971年,Ciric[6]确立了如下的不动点定理.

定理1([6])设是一个完备度量空间,且是Ciric压缩,则在中有唯一一个不动点.

定理2([8], 推论2.1)是一个完备度量空间,且.假设存在和,使得

, . (3)

则在上有唯一一个不动点.

根据定理2得到Banach压缩原理,实际上,设及使得(3)成立,那么在(3)中若选定,则可得到,即

即是一个Banach压缩,注意,定理2是一个Banach定理的推广(见[8]中的例子),但是Banach压缩原理不是定理2中的一个特殊情形,因为.

最近,Hussain et al.[1]提出了对定理2的推广,如下

定理3([1],定理2.3)设是一个完备度量空间,且是一个连续的压缩,那么在上有唯一一个不动点.

注2 定理1显然不是定理3的一个特殊情形,因为定理1中的映射不是连续的,此外,即使(2)中,仅可得

这并不意味着每当(1)中时,不能通过用[8]中的方法从定理3导出定理 1,因此定理3不是定理1的一个推广.

本文的主要目的是证明在[1]中,压缩在度量空间上的有关结论是定理1的直接推论,应注意完备度量空间也是要考虑的.

首先,本文介绍一个在给定度量空间中由度量诱导出的新的度量,然后证明是完备的当且仅当是完备的,再证在中,每个的压缩必定是上的一个Ciric[压缩.我们用新的方法来证明没有假设,定理3仍然是有效以及的连续性,这在定理3中出现,因此,在[1]中,定理3和定理2.3-2.8以及推论2.9不是Ciric,Chatterjea,,Kannan, 和Reich等定理的推广,这在[1]中有强调.

2 主要结论

对于及,集合,那么易知有以下的性质:

是非递增的,且当且仅当;

对每个序列当且仅当;

对所有.

因为和是显然的,我们只需证明,有

.

引理1 设是一个度量空间,且,则是一个度量空间,其中.

证明 对每个由,我们有,对所有的有,由()可得,因此,从而,对所有的当且仅当.

对任意,有

由和,对任意,我们有

对任意的和,由,有

对任意的和,由,有

对任意的,由,得

因此,对任意的,我们总能得到

这就证明了是度量空间.证完.

引理2 设是一个度量空间,且,则是完备的当且仅当是完备的,此处.

证明 设是完备的,且是上的柯西序列,即,则有,因此,由(),有.另外,由于的完备性,故存在使得,所以根据,就有,所以,是完备的,类似地,我们可证明如果是完备的,那么也是完备的.证完.

引理3 设是一个度量空间,是压缩且.则是上的Ciric压缩,其中.

证明 根据(2),对任意的,

=

=

即度量是满足(1)的,因而是上的Ciric压缩.证完.

定理4 设是一个完备度量空间,是一个压缩且,则在上有唯一一个不动点.

证明 因为是一个完备度量空间,故由引理2,也是一个完备度量空间,又根据引理3可知,是一个Ciric 压缩,因此,由定理1知,在上有唯一一个不动点.证完.

注3 与定理3相比较,定理4不包含假设和的连续性. 因此,定理4确实改进了定理3.

定理5 定理4蕴涵定理1.

证明 设,,显然根据注1 , , 由(2)可得

这意味着Ciric压缩的确是压缩,因此,定理1是从定理4得出的.证完.

注4 根据定理5和定理4 的证明可知定理1和定理4是等价的.

注5 显然定理2.3-2.8以及推论2.9是定理1的直接结论,但根据注1,反过来是不成立的,因而它们不是定理1的推广,应注意,在-完备度量空间上,Hussain et al.[1]也是压缩不动点存在性的充分条件.

参考文献:

1.Hussain, N, Parvaneh, V, Samet, B, Vetro, C: Some fixed point theorems for generalized contractive mappings in complete metric spaces. Fixed Point Theory Appl. 2015, 185 (2015)

2.Banach, S: Sur les opeacute;rations dans les ensembles abstraits et leur application aux eacute;quations inteacute;grales. Fundam. Math. 3, 133-181 (1922) (in French)

3.Kannan, R: Some results on fixed points. Bull. Calcutta Math. Soc. 60, 71-76 (1968)

4.Chatterjea, SK: Fixed point theorems. C. R. Acad. Bulgare Sci. 25, 727-730 (1972)

5.Reich, S: Some remarks concerning contraction mappings. Can. Math. Bull. 14, 121-124 (1971)

6. Ciric,acute; L: Generalized contractions and fixed-point theorems. Publ. Inst. Math. (Belgr.) 12(26), 19-26 (1971)

7. Ciric,acute; L: A generalization of Banachrsquo;s contraction principle. Proc. Am. Math. Soc. 45(2), 267-273 (1974)

8. Jleli, M, Samet, B: A new generalization of the Banach contraction principle. J. Inequal. Appl. 2014, 38 (2014)

9. Aydi, H, Karapinar, E, Samet, B: Remarks on some recent fixed point theorems. Fixed Point Theory Appl. 2012, 76 (2012)

10. Aydi, H, Abbas, M, Vetro, C: Partial Hausdorff metric and Nadlerrsquo;s fixed point theorem on partial metric spaces. Topol. Appl. 159, 3234-3242 (2012)

11. Aydi, H, Karapinar, E, Samet, B: Fixed points for generalized (alpha;, psi; )-contractions on generalized metric spaces. J. Inequal. Appl. 2014, 229 (2014)


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