Download Original PDF
Get the official Barkatullah University print version scanned document.
ЁЯдЭ Help Your Juniors!
Have previous year question papers that aren't on our website? Help the next batch of students by sending them to us! With your consent, we will proudly feature your name as a Top Contributor on our platform.
Submit Papers ЁЯУйрдиреЛрдЯ : рд╕рднреА рдкреНрд░рд╢реНрдиреЛрдВ рдХреЗ рдЙрддреНрддрд░ рджреАрдЬрд┐рдП ред
Attempt all the questions.
Total No. of Printed Pages: 15
ST-498
(Fourth Semester)
MATHEMATICS
Paper-Compulsory
Functional Analysis-II
рдиреЛрдЯ : рд╕рднреА рддреАрдиреЛрдВ рдЦрдгреНрдбреЛрдВ рд╕реЗ рдкреНрд░рд╢реНрдиреЛрдВ рдХреЗ рдирд┐рд░реНрджреЗрд╢рд╛рдиреБрд╕рд╛рд░ рдЙрддреНрддрд░ рджреАрдЬрд┐рдП ред рдЕрдВрдХреЛрдВ рдХрд╛ рд╡рд┐рднрд╛рдЬрди рдЦрдгреНрдбреЛрдВ рдХреЗ рд╕рд╛рде рджрд┐рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рд╣реИ ред
Attempt questions of all three Sections as directed. Distribution of marks is given with the Sections.
рдЦрдгреНрдб 'рдЕ'
Section A
(рд╡рд╕реНрддреБрдирд┐рд╖реНрда рдкреНрд░рд╢реНрди)
(Objective Type Questions)
5├Ч3=15
рд╕рд╣реА рдЙрддреНрддрд░ рдХрд╛ рдЪрдпрди рдХреАрдЬрд┐рдП :
Choose the correct answer :
рд╕рд╣реА рдЙрддреНрддрд░ рдХрд╛ рдЪрдпрди рдХреАрдЬрд┐рдП :
Choose the correct answer :
(i) рдпрджрд┐ X рдФрд░ Y рдЖрдВрддрд░рдЧреБрдгрди рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ рд╣реИрдВ рдФрд░ Q:XтЖТY рдПрдХ рдкрд░рд┐рдмрджреНрдз рд░реИрдЦрд┐рдХ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ рд╣реИ рддреЛ Q=0 рдпрджрд┐ рдФрд░ рдХреЗрд╡рд▓ рдпрджрд┐ :
(i) If X and Y are inner product spaces and Q:XтЖТY a bounded linear operator then Q=0 if and only if :
- (рдЕ) $\left
=0$ рд╕рднреА $x \in X$ рдФрд░ $y \in Y$ рдХреЗ рд▓рд┐рдП
$\left=0$ for all $x \in X$ and $y \in Y$ - (рдм) $\left
=0$ рдХреБрдЫ $x \in X$ рдФрд░ $y \in Y$ рдХреЗ рд▓рд┐рдП
$\left=0$ for some $x \in X$ and $y \in Y$ - (рд╕) $\left
=0$ рд╕рднреА $x \in X$ рдФрд░ $y \in Y$ рдХреЗ рд▓рд┐рдП
$\left=0$ for all $x \in X$ and $y \in Y$ - (рдж) рдЙрдкрд░реНрдпреБрдХреНрдд рдореЗрдВ рд╕реЗ рдХреЛрдИ рдирд╣реАрдВ
None of the above
(ii) рдпрджрд┐ M рдПрдХ рдЧреИрд░-рд░рд┐рдХреНрдд рдЖрдВрд╢рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ рд╡реНрдпрд╡рд╕реНрдерд┐рдд рд╕реЗрдЯ рд╣реИ рдФрд░ рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рд╢реНрд░реГрдВрдЦрд▓рд╛ C тКВ M рдХреА рдКрдкрд░реА рд╕реАрдорд╛ рд╣реИ рддреЛ :
(ii) If M is a non-empty partially ordered set and every chain C тКВ M has upper bound then :
- (рдЕ) M рдореЗрдВ рдиреНрдпреВрдирддрдо рддрддреНрд╡ рд╣реИ
M has minimal element - (рдм) M рдореЗрдВ рдЕрдзрд┐рдХрддрдо рддрддреНрд╡ рд╣реИ
M has maximal element - (рд╕) M рдореЗрдВ рдХрдо рд╕реЗ рдХрдо рдПрдХ рдиреНрдпреВрдирддрдо рддрддреНрд╡ рд╣реИ
M has at least one minimal element - (рдж) M рдореЗрдВ рдХрдо рд╕реЗ рдХрдо рдПрдХ рдЕрдзрд┐рдХрддрдо рддрддреНрд╡ рд╣реИ
M has at least one maximal element
(iii) рдПрдХ рдорд╛рдирдХ рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ рдХреЛ рд░рд┐рдлрд▓реЗрдХреНрд╕рд┐рд╡ рдХрд╣рд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ рдпрджрд┐ :
(iii) A normed space is said to be Reflexive if :
- (рдЕ) R(C) = X'
R(C) = X' - (рдм) R(C) = X*
R(C) = X* - (рд╕) R(C) = X
R(C) = X - (рдж) R(C) тКЖ X*
R(C) тКЖ X*
(iv) X рдХрд╛ рдПрдХ рдЙрдкрд╕рдореБрд╣ M, X рдХреЗ рд╕рд╛рде рдХрд╣рд╛рдБ рднреА рд╕рдШрди рдирд╣реАрдВ рдХрд╣рд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ рдпрджрд┐ :
(iv) A subset M of X is said to be nowhere dense with X if :
- (рдЕ) $\bar{M}$ рдореЗрдВ рдЖрдВрддрд░рд┐рдХ рдмрд┐рдВрджреБ рд╣реИ
$\bar{M}$ has interior point - (рдм) $\bar{M}$ рдореЗрдВ рдХреЛрдИ рдЖрдВрддрд░рд┐рдХ рдмрд┐рдВрджреБ рдирд╣реАрдВ рд╣реИ
$\bar{M}$ has no interior point - (рд╕) M рдореЗрдВ рдПрдХ рдЖрдВрддрд░рд┐рдХ рдмрд┐рдВрджреБ рд╣реИ
M has an interior point - (рдж) M рдореЗрдВ рдХреЛрдИ рдЖрдВрддрд░рд┐рдХ рдмрд┐рдВрджреБ рдирд╣реАрдВ рд╣реИ
M has no interior point
(v) рдпрджрд┐ X рдФрд░ Y рдорд╛рдирдХ рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ рд╣реИрдВ рдФрд░ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ $T_n \in B(X, Y)$ рдХрд╛ рдПрдХ рдЕрдиреБрдХреНрд░рдо $(T_n)$ рд╣реИ, рддреЛ T рдХреЛ $(T_n)$ рдХреА рдордЬрдмреВрдд рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ рд╕реАрдорд╛ рдХрд╣рд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ рдпрджрд┐ :
(v) If X and Y are normed space and a sequence $(T_n)$ of operator $T_n \in B(X, Y)$ then T is called strong operator limit of $(T_n)$ if :
- (рдЕ) $||T_n - T|| \to 0$
$||T_n - T|| \to 0$ - (рдм) $||T_n x - T x|| \to 0$ рд╕рднреА $x \in X$ рдХреЗ рд▓рд┐рдП
$||T_n x - T x|| \to 0$ for all $x \in X$ - (рд╕) $|f(T_n x) - f(T x)| \to 0$ рд╕рднреА $x \in X$ рдХреЗ рд▓рд┐рдП $f \in Y'$ рдХреЗ рд▓рд┐рдП
$|f(T_n x) - f(T x)| \to 0$ for all $x \in X$ for all $f \in Y'$ - (рдж) рдЙрдкрд░реНрдпреБрдХреНрдд рд╕рднреА
All of the above
рдЦрдгреНрдб 'рдм'
Section B
(рд▓рдШреБ рдЙрддреНрддрд░реАрдп рдкреНрд░рд╢реНрди)
(Short Answer Type Questions)
5├Ч5=25
рдиреЛрдЯ : рд╕рднреА рдкреНрд░рд╢реНрдиреЛрдВ рдХреЛ рд╣рд▓ рдХреАрдЬрд┐рдП ред рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рдкреНрд░рд╢реНрди рдХреЗ рдЕрдВрдХ рд╕рдорд╛рди рд╣реИрдВ ред
Attempt all questions. Each question carries equal marks.
рд╣рд┐рд▓реНрдмрд░реНрдЯ рдПрдбреНрдЬреЙрдЗрдВрдЯ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ T* рдХреЛ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХреАрдЬрд┐рдП ред
Define Hilbert adjoint operator T*.
рд╕рд┐рджреНрдз рдХреАрдЬрд┐рдП рдХрд┐ рд╣рд┐рд▓реНрдмрд░реНрдЯ рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ H рдкрд░ рджреЛ рдмрдВрдзрд┐рдд рд╕реНрд╡-рд╕рд╣рд╛рдпрдХ рд░реИрдЦрд┐рдХ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ S рдФрд░ T рдХрд╛ рдЧреБрдгрдирдлрд▓ рд╕реНрд╡-рд╕рд╣рд╛рдпрдХ рд╣реИ рдпрджрд┐ рдФрд░ рдХреЗрд╡рд▓ рддрднреА рдЬрдм рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ ST = TS рдкрд░ рдХрдореНрдпреВрдЯ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ ред
Prove that the product of two bounded self adjoint linear operator S and T on a Hilbert space H is self adjoint if and only if the operators commute at ST=TS.
рд╕рдм-рд▓реАрдирд┐рдпрд░ рдлрдВрдХреНрд╢рдирд▓ рдХреЛ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХреАрдЬрд┐рдП ред
Define Sub-linear functional.
рд╣рд╛рди рдмрд╛рдирд╛рдЦ рдкреНрд░рдореЗрдп рдХрд╛ рд╕рд╛рдорд╛рдиреНрдпреАрдХреГрдд рд░реВрдк рдмрддрд╛рдЗрдП ред
State generalized form of Hahn Banach Theorem.
рд╕рд┐рджреНрдз рдХреАрдЬрд┐рдП рдХрд┐ рдкреНрд░рддрд┐рд╡рд░реНрддреА рд╕рд╛рдорд╛рдиреНрдп рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ рдкреВрд░реНрдг рд╣реИрдВ ред
Prove that reflexive normal space is complete.
рд╕рд╣рд╛рдпрдХ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ рдХреЛ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХреАрдЬрд┐рдП ред
Define adjoint operator.
рдПрдХрд╕рдорд╛рди рдкрд░рд┐рдмрджреНрдзрддрд╛ рдкреНрд░рдореЗрдп рдХрд╛ рдХрдерди рджреАрдЬрд┐рдП ред
Give the statement of Uniform boundedness theorem.
рдмрдВрдж рд░реИрдЦрд┐рдХ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ рдХреЛ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХреАрдЬрд┐рдП ред
Define Closed Linear Operator.
рдлрдВрдХреНрд╢ рдирд▓реНрд╕ рдХреЗ рд╕рд┐рд▓реНрд╡реЗрдВрд╕ рдХреЗ рдордЬрдмреВрдд рдФрд░ рдХрдордЬреЛрд░* рд╕рд┐рд▓реНрд╡реЗрдВрд╕ рдХреЛ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдХреАрдЬрд┐рдП ред
Define strong and weak* convergence of a sequence of Functionals.
рдЦрдгреНрдб 'рд╕'
Section C
(рджреАрд░реНрдШ рдЙрддреНрддрд░реАрдп рдкреНрд░рд╢реНрди)
(Long Answer Type Questions)
5├Ч9=45
рдиреЛрдЯ : рд╕рднреА рдкреНрд░рд╢реНрдиреЛрдВ рдХреЛ рд╣рд▓ рдХреАрдЬрд┐рдП ред рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рдкреНрд░рд╢реНрди рдХреЗ рдЕрдВрдХ рд╕рдорд╛рди рд╣реИрдВ ред
Attempt all questions. Each question carries equal marks.
рджрд░реНрд╢рд╛рдЗрдП рдХрд┐ T рдХрд╛ рд╣рд┐рд▓реНрдмрд░реНрдЯ рд╕рд╣рд╛рдпрдХ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ T* рдЕрджреНрд╡рд┐рддреАрдп рд╣реИ рдФрд░ рдорд╛рдирдХ рдХреЗ рд╕рд╛рде рд╕реАрдорд┐рдд рд░реИрдЦрд┐рдХ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ рд╣реИ ред
Show that the Hilbert adjoint operator T* is unique and bounded linear operator with norm.
рдпрджрд┐ T: H тЖТ H рд╣рд┐рд▓реНрдмрд░реНрдЯ рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ H рдкрд░ рдПрдХ рдкрд░рд┐рдмрджреНрдз рд░реИрдЦрд┐рдХ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ рд╣реИ, рддреЛ рдирд┐рдореНрдирд▓рд┐рдЦрд┐рдд рдХреЛ рд╕рд┐рджреНрдз рдХреАрдЬрд┐рдП :
If T: H тЖТ H is a bounded linear operator on a Hilbert space H then prove the following :
- (рдЕ) рдпрджрд┐ T рд╕реНрд╡-рд╕рд╣рд╛рдпрдХ рд╕рдВрдпреБрдХреНрддреНрдд рд╣реИ, рддреЛ $\left
$ рд╕рднреА $x \in H$ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рд╣реИ ред
It T is self Adjoint, $\left$ is real for all $x \in H$. - (рдм) рдпрджрд┐ H рд╕рд┐рдореНрдорд┐рд╢реНрд░ рд╣реИ рдФрд░ $\left
$ рд╕рднреА $x \in H$ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рд╣реИ, рддреЛ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ T рд╕реНрд╡-рд╕рд╣рд╛рдпрдХ рд╣реИ ред
If H is complex and $\left$ is real for all $x \in H$, the operator T is self adjoint.
рдорд╛рдирдХреАрдХреГрдд рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рд╛рди рдмрд╛рдирд╛рдЦ рдкреНрд░рдореЗрдп рдХреЛ рдмрддрд╛рдЗрдП рдФрд░ рд╕рд┐рджреНрдз рдХреАрдЬрд┐рдП ред
State and prove Hahn Banach theorem for normed spaces.
рдпрджрд┐ X рдПрдХ рдорд╛рдирдХреАрдХреГрдд рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ рд╣реИ рдФрд░ $x_0$ X рдХрд╛ рдХреЛрдИ рд╢реВрдиреНрдпреЗрддрд░ рддрддреНрд╡ рд╣реИ, рддреЛ рджрд░реНрд╢рд╛рдЗрдП рдХрд┐ X рдХрд╛ рдПрдХ рдРрд╕рд╛ рдкрд░рд┐рдмрджреНрдз рд░реИрдЦрд┐рдХ рдлрдВрдХреНрд╢ рдирд▓ $\bar{f}$ рдореМрдЬреВрдж рд╣реИ рдЬреИрд╕реЗ рдХрд┐ :
If X is a normed space and $x_0$ is any non-zero element of X, then show that there exists a bounded linear functionals $\bar{f}$ of X such that :
$||\bar{f}|| = 1, \bar{f}(x_0) = ||x_0||$
рд╕рд┐рджреНрдз рдХреАрдЬрд┐рдП рдХрд┐ рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рд╣рд┐рд▓реНрдмрд░реНрдЯ рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ H рд░рд┐рдлрд▓реЗрдХреНрд╕рд┐рд╡ рд╣реИ ред
Prove that every Hilbert space H is reflexive.
рдпрджрд┐ $(x_n)$ рдорд╛рдирдХреАрдХреГрдд рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ рдореЗрдВ рдПрдХ рдЕрдиреБрдХреНрд░рдо рд╣реИ, рддреЛ рджрд░реНрд╢рд╛рдЗрдП рдХрд┐ рдордЬрдмреВрдд рдЕрднрд┐рд╕рд░рдг рд╕рдорд╛рди рд╕реАрдорд╛ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдХрдордЬреЛрд░ рдЕрднрд┐рд╕рд░рдг рдХреЛ рджрд░реНрд╢рд╛рддрд╛ рд╣реИ, рд▓реЗрдХрд┐рди рд╡рд┐рдкрд░реАрдд рдЖрдорддреМрд░ рдкрд░ рд╕рддреНрдп рдирд╣реАрдВ рд╣реИ ред
If $(x_n)$ is a sequence in normed space then show that strong convergence implies weak convergence with the same limit but the converse is not generally true.
рджрд░реНрд╢рд╛рдЗрдП рдХрд┐ $||x|| = \max |a_j|$ (рдЬрд╣рд╛рдБ $a_0, a_1, ......$ x рдХреЗ рдЧреБрдгрд╛рдВрдХ рд╣реИрдВ) рджреНрд╡рд╛рд░рд╛ рдкрд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдд рдорд╛рдирдХ рд╡рд╛рд▓реЗ рд╕рднреА рдмрд╣реБрдкрджреЛрдВ рдХрд╛ рдорд╛рдирдХреАрдХреГрдд рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ X рдкреВрд░реНрдг рдирд╣реАрдВ рд╣реИ ред
Show that the normed space X of all polynomials with norm defined by $||x|| = \max |a_j|$ (where $a_0, a_1, ......$ the coefficients of x) is not complete.
рд╕рд┐рджреНрдз рдХреАрдЬрд┐рдП рдХрд┐ рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ $T_n \in B(X, Y)$ рдХрд╛ рдПрдХ рдЕрдиреБрдХреНрд░рдо $(T_n)$ рдЬрд╣рд╛рдБ X рдФрд░ Y рдмрдирд╛рдЦ рд╕рдорд╖реНрдЯрд┐ рд╣реИрдВ, рдордЬрдмреВрдд рдСрдкрд░реЗрдЯрд░ рдЕрднрд┐рд╕рд╛рд░реА рд╣реИ рдпрджрд┐ рдФрд░ рдХреЗрд╡рд▓ рддрднреА рдЬрдм :
Prove that a sequence $(T_n)$ of operators $T_n \in B(X, Y)$ where X and Y are Banach spaces, is strongly operator convergent if and only if :
- (рдЕ) рдЕрдиреБрдХреНрд░рдо $(||T_n||)$ рдкрд░рд┐рдмрджреНрдз рд╣реИ
The sequence $(||T_n||)$ is bounded. - (рдм) рдЕрдиреБрдХреНрд░рдо $(T_n x)$ рдХреЗ рдЦреБрд▓реЗ рдЙрдкрд╕рдореВрд╣ M рдореЗрдВ рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ x рдХреЗ рд▓рд┐рдП Y рдореЗрдВ рдХрд╛рд╢реА рд╣реИ ред
The sequence $(T_n x)$ is Cauchy in Y for every x in a total subset M of X.
рдХреНрд▓реЛрдЬреНрдб рдЧреНрд░рд╛рдл рдкреНрд░рдореЗрдп рдмрддрд╛рдЗрдП рдФрд░ рд╕рд┐рджреНрдз рдХреАрдЬрд┐рдП ред
State and prove Closed Graph Theorem.