Геометрические прогрессии в пространствах с расстоянием, приложения к неподвижным точкам и точкам совпадения отображений
Е. С. Жуковский Тамбовский государственный университет имени Г. Р. Державина
Аннотация:
Рассматривается вопрос: каким свойством должно обладать пространство
$X$ с обобщенным расстоянием
$\rho_X$, чтобы для действующих в нем отображений были справедливы утверждения типа теорем Банаха и Надлера о неподвижной точке и утверждения типа теоремы Арутюнова о точках совпадения? Показано, что таким свойством является сходимость любой геометрической прогрессии со знаменателем, меньшим
$1$, – последовательности
$\{ x_i\}\subset X$, удовлетворяющей при некотором
$\gamma < 1$ условию $\rho_X(x_{i+1},x_i)\leq \gamma \rho_X(x_i,x_{i-1})$,
$ i=1,2,\dots$ . Приведены примеры пространств, обладающих и не обладающих данным свойством. В частности, показано, что требуемое свойство имеет место в полном
$f$-квазиметрическом пространстве
$X$, если в нем расстояние
$\rho_X$ при некотором
$\eta\in (0,1)$ удовлетворяет неравенству
$\rho_X(x,z) \leq \rho_X(x,y)+(\rho_X(y,z))^\eta$,
$x,y,z \in X$, т.е. когда функция
$f\colon\mathbb{R}_+^{2} \to \mathbb{R}_+$ задана формулой
$f(r_1,r_2)=r_1 + r_2^{\eta}$. А если $f(r_1,r_2)=\max\bigl\{ r_1^{\eta}, r_2^{\eta} \}$, где
$\eta \in (0,2^{-1}]$, то для любого
$\gamma > 0$ существует
$f$-квазиметрическое пространство, содержащее геометрическую прогрессию со знаменателем
$\gamma$, не являющуюся фундаментальной. Обсуждается справедливость в
$f$-квазиметрических пространствах "правила
$0$ или
$1$", означающего, что либо любая геометрическая прогрессия со знаменателем, меньшим
$1$, является фундаментальной, либо для произвольного
$\gamma\in (0,1)$ существует геометрическая прогрессия со знаменателем
$\gamma$, не являющаяся фундаментальной.
Библиография: 29 названий.
Ключевые слова:
$f$-квазиметрика, неподвижная точка, точка совпадения, геометрическая прогрессия.
MSC: 54E35,
54H25,
47J26,
54C60 Поступила в редакцию: 06.04.2022 и 25.07.2022
DOI:
10.4213/sm9773