Principiul contracției

Principiul contracției modificare

Fie   un spațiu metric complet. Aplicația   este o contracție a lui S dacă există  , numit coeficient de contracție, astfel încât:

 

Punctul   se numește punct fix al aplicației   dacă avem:  

Fie   fixat și fie șirul de puncte   din S definit succesiv prin:

 

Știind că S este un spațiu metric complet pentru a arăta că șirul   definit prin (1.3) este convergent în S este suficient să arătăm că acest șir este fundamental în S. Deoarece f este o contracție a lui S, avem succesiv:

 
 
 

Prin inducție se obține:

    (1.4)

Pe de altă parte, pentru orice  , avem

 

și folosind corespunzător inegalitatea (1.4) se obține:

 
 
 

Deci:

    (1.5)

Presupunem că  . Deoarece  , ceea ce implică:

 ,   (1.6)

astfel încât   și   și aratăm că șirul de puncte   este un șir fundamental în spațiul metric complet S și in consecință este convergent în S. În acest caz notăm  ;  ) în S.

În acest caz notăm:  ;   (  în S). Să arătăm că c este punctul fix al contracției f.
Deoarece   în S, rezultă că pentru orice  , există un rang  , astfel încât dacă  , atunci  .

Observând și inegalitatea evidentă  , datorită contracției f, se obține:   care arată că   în S și care implică :   în S. Dar avem și   în S și cum S este spațiu metric (unde limita unui șir convergent este unică rezultă egalitatea  , adică   este punct fix al contracției f.

Să arătăm acum unicitatea lui c. Presupunem că mai există  , astfel încât  . În acest caz avem  

Rezultă  , care implică   și deci  . Am arătat că punctul fix al contracției este unic.

 

Bibliografie modificare

G. Tătar, Calcul diferențial și integral, Ed. Economică, București, 2002.