Banach's Fixed Point Theorem(contraction mapping theorem,巴拿赫不动点定理)

2023-05-16

 

先看一下定理描述:

Theorem 1.1:  Let (X, \mathrm{d}) be a complete metric space and f:X\rightarrow X  be a map such that  \mathrm{d}(f(x),f({x}'))\leq c\mathrm{d}(x,{x}')  for some 0\leq c< 1 and all x and {x}' in X. Then f has a unique fixed point in X. Moreover, for any {x}'\in X the sequence of iterates {x}'f({x}'), f(f({x}')), ...... converges to the fixed point of f.

When \mathrm{d}(f(x),f({x}'))\leq c\mathrm{d}(x,{x}') for some 0\leq c< 1 and all x and {x}' in X, f is called a contraction. A contraction shrinks distances by a uniform factor c less than 1 for all pairs of points. Theorem 1.1 is called the contraction mapping theorem or Banach’s fixed-point theorem.

也就是说:

定义尺度空间(X, \mathrm{d}) (X可理解为空间中元素,\mathrm{d}为空间距离度量) 以及映射函数 f:X\rightarrow X (函数输入是尺度空间中的元素,输出仍然属于该空间),如果存在0\leq c< 1x,{x}'\in X使得 \mathrm{d}(f(x),f({x}'))\leq c\mathrm{d}(x,{x}') 成立则函数fX中具有唯一不动点。此外,对于任意{x}'\in X,序列{x}'f({x}'), f(f({x}'))收敛至f的不动点

  f称为contraction(压缩)函数。定理1.1称为 contraction mapping 定理或巴拿赫不动点定理

上述材料来源于[1]

简单明了的介绍:

[1].  http://www.math.uconn.edu/~kconrad/blurbs/analysis/contraction.pdf

[2]. http://mathonline.wikidot.com/banach-s-fixed-point-theorem

此外,更丰富的链接:

1. 知乎,Banach空间和不动点定理 : https://zhuanlan.zhihu.com/p/26346061

2.  知乎,如何理解不动点定理?: https://www.zhihu.com/question/21835995

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