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Lexikon der Mathematik: p-summierender Operator

auch absolutp-summierender Operator genannt, ein linearer Operator zwischen Banachräumen, der schwach p-summierbare Folgen in p-summierbare Folgen überführt.

Dabei ist 1 ≤ p< ∞, und eine Folge (xn) heißt schwach p-summierbar, falls \begin{eqnarray}\sup \left\{{\displaystyle \sum _{n}|{x}^{\prime}({x}_{n})|}^{p}{x}^{\prime}\in {X}^{\prime},||{x}^{\prime}||\le 1\right\}\lt \infty, \end{eqnarray}

und p-summierbar, falls \begin{eqnarray}\displaystyle \sum _{n}||{x}_{n}|{|}^{p}\lt \infty.\end{eqnarray}

Äquivalent zur Definition ist folgende endlichdimensionale Fassung: Ein Operator T : XY ist genau dann p-summierend, wenn eine Konstante K< ∞ mit \begin{eqnarray}{\left(\displaystyle \sum _{n=1}^{N}||T{x}_{n}|{|}^{p}\right)}^{1/p}\le K \mathop{\sup }\limits_{||{x}^{\prime}||\le 1}{\left(\displaystyle \sum _{n=1}^{N}|{x}^{\prime}({x}_{n}){|}^{p}\right)}^{1/p}\end{eqnarray}

für alle endlichen Familien {x1, …, xN} ⊂ X existiert. Die kleinstmögliche Konstante K wird p-summierende Norm πp(T) genannt. πp ist in der Tat eine Norm, die den Vektorraum Πp (X, Y) aller p-summierenden Operatoren zu einem Banachraum macht.

Die p-summierenden Operatoren bilden im folgenden Sinn ein Operatorideal: Ist T : XY p-summierend, und sind R : WX sowie S : YZ stetig, so ist auch STR : WZ p-summierend, und für die p-summierende Norm gilt \begin{eqnarray}{\pi }_{p}(STR)\le ||S||{\pi }_{p}(T)||R||.\end{eqnarray}

Ein Beispiel eines p-summierenden Operators ist der Inklusionsoperator von C(M) nach Lp (μ), wobei M ein mit einem Wahrscheinlichkeitsmaß μ versehener kompakter Raum ist. Aus der Grothendieck-Ungleichung folgt, daß jeder stetige lineare Operator von L1 (μ) in einen Hilbertraum 1-summierend ist; ein Operator zwischen Hilberträumen ist genau dann p-summierend für ein p ≥ 1, wenn er ein Hilbert-Schmidt-Operator ist.

Jeder p-summierende Operator ist schwach kompakt und vollstetig, und das Produkt eines p- und eines r-summierenden Operators ist kompakt, im Fall p = r = 2 sogar nuklear. Diese Resultate führen zu einem Beweis des Satzes von Dvoretzky-Rogers.

Es sei T : XX ein p-summierender Operator. Da T2 kompakt ist, besteht das Spektrum von T (außer der 0) aus einer Nullfolge von Eigenwerten (λn(T)) (Eigenwert eines Operators). Es gilt jedoch mehr, nämlich Σnn(T)|r< ∞ für r = max{p, 2}. Dieses Ergebnis hat Anwendungen auf die Eigenwertverteilung von Integraloperatoren.

p-summierende Operatoren wurden für p = 1 und p = 2 von Grothendieck und im allgemeinen Fall von Pietsch eingeführt. Es gilt der Faktorisierungssatz von Grothendieck-Pietsch:

Ein Operator T : XY ist genau dann psummierend, wenn ein Wahrscheinlichkeitsmaß μ auf der schwach-∗-kompakten dualen Einheitskugel BXund eine Konstante K′ < ∞ mit\begin{eqnarray}||{T}_{x}||\le {K}^{\prime}{\left(\displaystyle \mathop{\int }\limits_{{B}_{{X}^{\prime}}}|{x}^{\prime}(x){|}^{p}d\mu ({x}^{\prime})\right)}^{1/p}\forall x\in X\end{eqnarray}

existieren; die kleinstmögliche Konstante Kstimmt mit πp(T) überein.

[1] Diestel, J.; Jarchow, H.; Tonge, A.: Absolutely Summing Operators. Cambridge University Press, 1995.
[2] Pietsch, A.: Eigenvalues and s-Numbers. Cambridge University Press, 1987.

  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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