• 1.摘要
  • 2.叙述
  • 3.证明
  • 3.1.一般情形
  • 3.2.附注
  • 3.3.对称情形
  • 4.应用

拉克斯-米尔格拉姆定理

拉克斯-米尔格拉姆定理是数学泛函分析的定理,以彼得·拉克斯和阿瑟·米尔格拉姆命名。这定理可用来藉弱形式求解偏微分方程,因此主要用作有限元法的理论基础。

叙述

image是实希尔伯特空间,其内积记作image,导出范数image

image是双线性型,使得

image上连续:

image

image上强制(有称为image-椭圆性):

image

imageimage上的连续线性型。

那么存在唯一的image,使得对所有image都有image

image

而且如果image是对称的,那么imageimage中唯一的元素,使得以下泛函取最小值imageimage对所有image,即:

image

证明

一般情形

套用里斯表示定理到连续线性型上,可知存在唯一的image,使得image对任意image成立。

对所有image,映射imageimage上连续线性型,因此同样可知存在唯一的image,使得image对任意image成立。易知算子image 是一个image上连续线性自同态。由此可把image表示成如下等价形式:

image

要证明此命题,只要证得image是从imageimage双射。首先证明它是单射,再证它是满射