无条件基(unconditional base)是一种与级数的无条件收敛概念紧密相关的基。亨内费尔德(J.Hennefeld)于1973年证明了对于
巴拿赫空间的无条件基,只有下列三种可能情况:没有,仅有一个(在等价意义下),有不可数个。林登斯特劳斯(J.Lindenstrauss)和齐平(M.Zippin)指出,如果巴拿赫空间X有惟一的无条件基(在等价的意义下),那么X必定线性同胚于空间c0,l或l2中的一个。因此,在线性同胚意义下,有而且只有巴拿赫空间c0,l或l2有惟一的无条件基。
定义
Banach空间的基称为无条件基,如果对任何,级数是无条件收敛的。相应地,可定义无条件基序列。
相关定理
定理1 若是Banach空间的基,则下列等价:
(1) 是无条件基。
(2) 对正整数的每个置换,是无条件基。
(3)若是收敛的,则对正整数集N的每个子集,是收敛的。
(4)若是收敛的,则当时,是收敛的。
定理2 若是的一个无条件基(或无条件基序列),是正整数集的一个子集,定义
(相应地,)(相应地,)
则是有界线性投影。
定义1如定理2中定义的算子称为关于无条件基(相应地,无条件基序列)的自然投影。容易看到,当时,与前面定义的关于基(相应地,基序列)的自然投影是相同的。
定理3若是X的一个无条件基(或无条件基序列),是一个符号选取(即)。定义:
(相应地,)(相应地,)
定理4对如上定义,,有下列成立:
(1) 若,则。
(2) 若是两个符号选取,则
其中。
(3)。
定义2若是Banach空间X的无条件基(或无条件基序列),是如上定义的,则称数为的无条件基(相应地,无条件基序列)常数。
容易看到,无条件基常数不小于基常数。
命题1若是X的无条件基,则存在X上一个
等价范数,使的无条件基常数等于1。
命题2若是X的一个具无条件基常数K的无条件基,则相应坐标泛函是的一个无条件基序列,它具无条件基序列常数,不超过K;当是的基时,等于K。
有了这些准备工作之后,我们开始讨论,当X具无条件基时,X将具有什么性质。
定理5若X是具有无条件基的Banach空间,则下列等价:
(1) 基是有界完备的。
(2) X是w序列完备的。
引理1若是Banach空间X的无条件基,它的无条件基常数是K,则对于使得收敛的数列及有界数列,有
注:当X是实Banach空间时,上式的右边2K可用K来代替。
引理2若是Banach空间的无条件基,是相应的坐标泛函,若是X中一个有界序列,使对每存在,且对每个,则
定理6若X是具无条件基的Banach空间,则下列等价:
(1) 基是收缩的。
(2) 相应的坐标泛函是的有界完备基。
(3) 相应的坐标泛函是的一个基。
(4) 是可分的。
(5) X没有闭子空间线性同胚于。
(6) 相应的坐标泛函是的无条件基。
定理7若X是具无条件基的Banach空间,则下列等价:
(2) X是w序列完备的,且X没有闭线性子空间线性同胚于。
(4) 不含闭线性子空间线性同胚于。
(5) 是可分的。