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第十八章 自伴算子的谱分解

18.1 谱测度与谱积分

定义 18.1(谱测度) 设 $H$ 是Hilbert空间,$\mathcal{B}$ 是 $\mathbb{R}$ 上的Borel $\sigma$-代数,投影算子值函数 $E: \mathcal{B} \to \mathcal{P}(H)$ 若满足: 1. $E(\mathbb{R}) = I$,$E(\emptyset) = 0$ 2. $E(\omega_1 \cap \omega_2) = E(\omega_1)E(\omega_2)$ 3. 对互不相交的 $\{\omega_n\}$,$E(\bigcup \omega_n) = \sum E(\omega_n)$(强收敛)

则称 $E$ 为谱测度

谱积分: 对有界可测函数 $f$,定义 $$\int f(\lambda)dE(\lambda)$$

18.2 自伴算子的谱分解定理

定理 18.1(谱分解定理) 设 $H$ 是Hilbert空间,$T$ 是自伴算子,则存在唯一的谱测度 $E$ 使得 $$T = \int_{\sigma(T)} \lambda dE(\lambda)$$

推论: 对任意连续函数 $f$, $$f(T) = \int_{\sigma(T)} f(\lambda)dE(\lambda)$$

应用: - 定义算子函数 - 研究算子演算 - 求解算子方程

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