обобщение понятия линейной формы (См.
Линейная форма) на линейные пространства (См.
Линейное пространство)
. Линейным функционалом
f на линейном нормированном пространстве
Е называют числовую функцию
f(
x), определённую для всех
х из
Е и обладающую следующими свойствами:
1) f(x) линейна, т. е. f((x + (у) = (f(x) + (f(y),
где х и у - любые элементы из Е, α и β - числа;
2) f(x) непрерывна.
Непрерывность
f равносильна требованию, чтобы
было ограничено в
Е; выражение
называют нормой
f и обозначают
.
В пространстве
С [
a, b] функций α(t), непрерывных при
a (
t (
b, с нормой
Л. ф. являются, например, выражения:
,
f2[((t)] = ((t0), a ( t0 ( b.
В гильбертовом пространстве (См.
Гильбертово пространство)
Н Л. ф. суть скалярные произведения (
l, х), где
l - любой фиксированный элемент пространства Н; ими исчерпываются все Л. ф. этого пространства.
Во многих задачах можно из общих соображений установить, что та или иная величина является Л. ф. Например, к Л. ф. приводит решение линейных дифференциальных уравнений с линейными краевыми условиями. Поэтому очень существенным является вопрос об общем аналитическом выражении Л. ф. в разных пространствах.
Совокупность всех Л. ф. данного пространства Е превращается в линейное нормированное пространство E̅, если определить естественным образом сложение Л. ф. и умножение их на числа. Пространство E̅ называют сопряжённым к E̅; это пространство играет большую роль при изучении Е.
С понятием Л. ф. связано понятие слабой сходимости. Последовательность {xn} элементов линейного нормированного пространства называют слабо сходящейся к элементу х, если