и
было сколь угодно близко к
Это утверждение совместно с (215) и дает (214).
В дальнейшем мы будем рассматривать операторы только с симметричным ядром
Для них характерно следующее равенство:
При этом
есть вещественное число. Такие линейные операторы называются самосопряженными [30]. Основным для дальнейшего будет следующая теорема.
Теорема 2. Норма самосопряженного линейного оператора А выражается формулой
Обозначим
Надо доказать, что
. Если
- любой элемент, отличный от нулевого, то можем написать:
откуда
Для нулевого элемента
это соотношение очевидно. Пользуясь линейностью, можем написать
или
где
- обозначение вещественной части. С другой стороны, применяя (218), получим
откуда имеем неравенство при любых
и
Пусть
— модуль и а — аргумент комплексного числа
Поскольку элемент
произволен, то
мы можем заменить
на
. При этом
заменится на
заменится на
останется без изменения, так что неравенство примет вид при любых
откуда
при
и, следовательно,
Остается доказать, что
Мы имеем
откуда
Но, по определению, d есть точная верхняя граница левой части написанного неравенства, т. е.
Итак, для самосопряженного линейного оператора
Очевидно, доказанные теоремы справедливы, как в пространстве
так и в