Functieruimte

In de wiskunde is een functieruimte een verzameling van een bepaalde soort functies van een verzameling X {\displaystyle X} naar een verzameling Y {\displaystyle Y} . Het wordt een ruimte genoemd, omdat het in vele toepassingen, een topologische ruimte, een vectorruimte of beide is.

Voorbeelden

Functieruimten komen in verschillende deelgebieden van de wiskunde voor:

  • In de verzamelingenleer kan de machtsverzameling van een verzameling X {\displaystyle X} worden geïdentificeerd met de verzameling van alle functies van X {\displaystyle X} naar het interval ( 0 , 1 ) {\displaystyle (0,1)} , weergegeven door 2 X {\displaystyle 2^{X}} . Meer in het algemeen wordt de verzameling van functies X Y {\displaystyle X\to Y} aangeduid door Y X {\displaystyle Y^{X}} .
  • In de lineaire algebra is de verzameling van alle lineaire transformaties van een vectorruimte V {\displaystyle V} naar een andere vectorruimte W {\displaystyle W} , over hetzelfde lichaam/veld, zelf eveneens een vectorruimte. Dit geldt ook voor verzamelingen van functies van een verzameling V {\displaystyle V} naar een vectorruimte W {\displaystyle W} , mits de verzameling functies gesloten is ten aanzien van optelling en scalaire vermenigvuldiging. Het kan bijvoorbeeld gaan om de n {\displaystyle n} -dimensionale ruimte van polynomen tot en met graad n 1 {\displaystyle n-1} , of de aftelbaar-oneindigdimensionale ruimte van alle polynomen, of de overaftelbaardimensionale ruimte van alle reële functies, steeds op een vast reëel interval of de hele reële ruimte.
  • In de functionaalanalyse geldt hetzelfde voor continue lineaire transformaties, waaronder topologieën op vectorruimten in het bovenstaande, en veel van de belangrijkste voorbeelden zijn functieruimten die een topologie met zich mee dragen; onder de meest bekende voorbeelden zijn onder meer de hilbertruimten en de banachruimten.
  • In de functionaalanalyse wordt de verzameling van alle functies van de natuurlijke getallen naar een verzameling X {\displaystyle X} een rijruimte genoemd. De rijruimte bestaat uit de verzameling van alle mogelijke rijen van elementen van X {\displaystyle X} .