Este artículo trata de la norma del espacio de funciones. Para la distancia en el espacio vectorial de dimensión finita, véase la distancia de Chebyshev. Para la norma de uniformidad en combinatoria aditiva, véase norma de Gowers.

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Encontrar fuentes: «Norma uniforme» – noticias – periódicos – libros – scholar – JSTOR (diciembre de 2009) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de la plantilla)

En el análisis matemático, la norma uniforme (o sup norma) asigna a las funciones acotadas de valor real o complejo f definidas sobre un conjunto S el número no negativo

El perímetro del cuadrado es el conjunto de puntos en R2 donde la sup norma es igual a una constante positiva fija.

‖ f ‖ ∞ = ‖ f ‖ ∞ , S = sup { | f ( x ) | : x ∈ S } . {\displaystyle |f\|_{infty }=|f\|_{infty ,S}=\sup \left{{,\left|f(x)\right|:x\in S,\right}.} |f||_{infty }=|f|_{infty ,S}=sup \left{{,\left|f(x)\right|:x\in S,\right}.

Esta norma también se llama norma del sumo, norma de Chebyshev, norma del infinito o, cuando el sumo es de hecho el máximo, norma del máximo. El nombre de «norma uniforme» deriva del hecho de que una secuencia de funciones { f n } {{displaystyle \\_{f_{n}} {f_{n}} converge a f {\displaystyle f} f bajo la métrica derivada de la norma uniforme si y sólo si f n {{displaystyle f_{n}} f_{n} converge a f {\displaystyle f} f uniformemente.

La métrica generada por esta norma se denomina métrica de Chebyshev, en honor a Pafnuty Chebyshev, que fue el primero en estudiarla sistemáticamente.

Si permitimos funciones no acotadas, esta fórmula no produce una norma o métrica en sentido estricto, aunque la llamada métrica extendida obtenida sigue permitiendo definir una topología sobre el espacio de funciones en cuestión.

Si f es una función continua sobre un intervalo cerrado, o más generalmente un conjunto compacto, entonces está acotada y el sumo en la definición anterior se alcanza por el teorema del valor extremo de Weierstrass, por lo que podemos sustituir el sumo por el máximo. En particular, para el caso de un vector x = ( x 1 , … , x n ) {\displaystyle x=(x_{1},\dots ,x_{n})} x=(x_{1},\dots ,x_{n}) en un espacio de coordenadas de dimensión finita, toma la forma

‖ x ‖ ∞ = max { | x 1 | , … , | x n | } . {\displaystyle ||x\|_{\infty }=\max{{x_{1}|,\dots ,|x_{n}|}.} ||x|_{infty }=max{x_{1}|,\dots ,|x_{n}|}.

La razón del subíndice «∞» es que siempre que f es continua

lim p → ∞ ‖ f ‖ p = ‖ f ‖ ∞ , {\displaystyle \lim _{p\rightarrow \infty }||f|_{p}=\|f|_{infty },lim _{p\\rightarrow \\infty }||f\\_{p}=|f\_{\infty },

donde

‖ f ‖ p = ( ∫ D | f | p d μ ) 1 / p {\displaystyle |f|_{p}=\left(\int _{D}left|f\right|^{p},d\mu \right)^{1/p} |f|_{p}=left(int _{D}\left|f\right|^{p},d\mu \right)^{1/p}

donde D es el dominio de f (y la integral equivale a una suma si D es un conjunto discreto).

La función binaria

d ( f , g ) = ‖ f – g ‖ ∞ {\displaystyle d(f,g)=||f-g|_{\infty }} d(f,g)=||f-g|_{\infty }

es entonces una métrica sobre el espacio de todas las funciones acotadas (y, obviamente, cualquiera de sus subconjuntos) sobre un dominio particular. Una secuencia { fn : n = 1, 2, 3, … } converge uniformemente a una función f si y sólo si

lim n → ∞ ‖ f n – f ‖ ∞ = 0. {{displaystyle}}lim _{n}flecha derecha {{infty}}|f_{n}-f|_{infty}}=0,} lim _{n}flecha derecha {{infty}}|f_{n}-f|{infty}}=0.\Podemos definir conjuntos cerrados y cierres de conjuntos con respecto a esta topología métrica; los conjuntos cerrados en la norma uniforme se llaman a veces uniformemente cerrados y los cierres uniformes. El cierre uniforme de un conjunto de funciones A es el espacio de todas las funciones que pueden ser aproximadas por una secuencia de funciones uniformemente convergentes sobre A. Por ejemplo, una reformulación del teorema de Stone-Weierstrass es que el conjunto de todas las funciones continuas sobre {\displaystyle } es el cierre uniforme del conjunto de polinomios sobre {\displaystyle } .

Para funciones continuas complejas sobre un espacio compacto, esto lo convierte en un álgebra C*.

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