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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40864| Título: | Teoremas clássicos da análise funcional |
| Título(s) alternativo(s): | Classical theorems of functional analysis |
| Autor(es): | Detogni, Gileade Trentin |
| Orientador(es): | Salomão, Mateus Eduardo |
| Palavras-chave: | Análise funcional Matemática - Estudo e ensino Álgebra linear Functional analysis Mathematics - Study and teaching Algebras, Linear |
| Data do documento: | 22-Jun-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | DETOGNI, Gileade Trentin. Teoremas clássicos da análise funcional. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Matemática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2026. |
| Resumo: | Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo principal apresentar e pormenorizar as demonstrações dos teoremas clássicos da Análise Funcional, servindo como um material de apoio detalhado para leitores e estudantes da área, além de estabelecer conexões entre os resultados, de forma a guiar o leitor pelo trabalho. A pesquisa concentra-se na exploração de resultados essenciais para o estudo de espaços normados de dimensão infinita e de operadores lineares contínuos. Inicialmente, o texto aborda o Teorema de Hahn-Banach em suas formulações analítica e geométricas. A versão analítica é discutida no contexto da extensão de funcionais lineares definidos em subespaços, enquanto as versões geométricas são exploradas sob a ótica da separação de subconjuntos não vazios, convexos e disjuntos por meio de hiperplanos. Em seguida, o estudo avança para os espaços de Banach, apresentando três resultados centrais sobre operadores lineares que dependem da completude desses espaços e do Teorema de Baire: o Teorema da Limitação Uniforme, o Teorema da Aplicação Aberta e o Teorema do Gráfico Fechado. É detalhado como o primeiro relaciona limitações pontuais com limitações globais de famílias de operadores, e como os outros dois resultados fornecem equivalências e caracterizações para isomorfismos e a continuidade de operadores. Por fim, o trabalho investiga a questão da compacidade das bolas fechadas. Uma vez que essas bolas não são compactas sob a topologia induzida pela norma em espaços de dimensão infinita, são introduzidas as topologias fraca e fraca estrela associadas a famílias de funções. Nesse contexto, são demonstrados o Teorema de Banach-Alaoglu-Bourbaki, que garante a compacidade da bola unitária fechada no espaço dual sob a topologia fraca estrela, e o Teorema de Kakutani, que estabelece a equivalência entre a reflexividade de um espaço normado e a compacidade de sua bola unitária fechada sob a topologia fraca. |
| Abstract: | This undergraduate thesis aims to present and detail the proofs of the classical theorems of Functional Analysis, serving as a comprehensive support material for readers and students in the field, in addition to establishing connections between the results so as to guide the reader throughout the development of the work. The research focuses on exploring essential results for the study of infinite-dimensional normed spaces and continuous linear operators. Initially, the text addresses the Hahn-Banach Theorem in its analytical and geometrics formulations. The analytical version is discussed in the context of extending linear functionals defined on subspaces, while the geometric versions are explored from the perspective of separating nonempty, convex and disjoint subsets using hyperplanes. Next, the study advances to Banach spaces, presenting three central results on linear operators that rely on the completeness of these spaces and Baire’s Theorem: the Uniform Boundedness Theorem, the Open Mapping Theorem, and the Closed Graph Theorem. It details how the first one relates pointwise bounds to global bounds for families of operators, and how the other two results provide equivalences and characterizations for isomorphisms and the continuity of operators. Finally, the work investigates the compactness of closed balls. Since these balls are not compact under the norm topology in infinite-dimensional spaces, the weak and weak star topologies associated with families of functions are introduced. In this context, the text demonstrates the Banach-Alaoglu-Bourbaki Theorem, which ensures the compactness of the closed unit ball in the dual space under the weak star topology, and Kakutani’s Theorem, which establishes the equivalence between the reflexivity of a normed space and the compactness of its closed unit ball under the weak topology. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40864 |
| Aparece nas coleções: | PB - Licenciatura em Matemática |
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