Định lí 2.9. Giả sử các giả thiết trong Định lí 2.2 hoặc Định lí 2.5 được thỏa mãn và với mỗi cặp
x y X , Î tồn tại z X Î sao cho z so sánh được với x và y . Khi đó
(1) T có duy nhất điểm bất động z .
(2) Với mỗi x X Î , lim n
n
T x z
® + ¥
= .
Chứng minh. (1) Vì ánh xạ T thỏa mãn các giả thiết trong Định lí 2.2 hoặc Định lí 2.5 nên ánh xạ
T có điểm bất động. Ta chỉ cần chứng minh tính duy nhất của điểm bất động. Giả sử z y , là hai
điểm bất động của T và z y ¹ . Khi đó, tồn tại x X Î so sánh được với z và y . Do tính không
giảm của T nên T x n so sánh được với T z n và T y n . Vì T x n so sánh được với T z n nên
9 trang |
Chia sẻ: dntpro1256 | Lượt xem: 609 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Về định lí điểm bất động cho lớp ánh xạ tựa co trên không gian s-Mêtric thứ tự bộ phận, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
8
VỀ ĐỊNH LÍ ĐIỂM BẤT ĐỘNG CHO LỚP ÁNH XẠ TỰA CO TRÊN KHÔNG GIAN
S-MÊTRIC THỨ TỰ BỘ PHẬN
Nguyễn Trung Hiếu1 và Nguyễn Thị Kiều Trang2
ABSTRACT
The objectives of the present study were to construct several fixed-point theorems for contractive-like
mappings in partially ordered S-metric spaces. The findings proved that several main results of Caballero,
Harjani and Sadarangani (2010) were derived from these theorems. In addition, some examples were provided
to illustrate the results obtained.
Keywords: fixed point, S-metric space, contractive-like mapping, altering distance function
Title: Towards several fixed-point theorems for contractive-like mappings in partially ordered S-metric spaces
TÓM TẮT
Mục tiêu của nghiên cứu này là thiết lập một số định lí điểm bất động cho lớp ánh xạ tựa co trên không gian
S-mêtric thứ tự bộ phận. Kết quả nghiên cứu chứng minh rằng các kết quả chính của Caballero, Harjani và
Sadarangani (2010) được suy ra từ các định lí này. Đồng thời, nghiên cứu này cung cấp một số ví dụ minh
họa cho kết quả đạt được.
Từ khóa: điểm bất động, không gian S-mêtric, ánh xạ tựa co, hàm biến thiên khoảng cách
1. GIỚI THIỆU
Các định lí điểm bất động là công cụ hữu ích trong việc khảo sát sự tồn tại nghiệm của một số bài
toán liên quan đến phương trình vi phân, phương trình tích phân, phương trình đạo hàm riêng. Trong
lí thuyết điểm bất động, nguyên lí ánh xạ co Banach trên không gian mêtric đầy đủ có vai trò quan
trọng nhất. Cùng với sự phát triển của toán học, nguyên lí ánh xạ co Banach được mở rộng cho
những lớp ánh xạ khác nhau cũng như cho những không gian khác nhau. Trong hướng nghiên cứu
đó, một số tác giả đã mở rộng nguyên lí ánh xạ co Banach sang một số không gian mêtric suy rộng.
Gần đây, Sedghi, Shobe và Aliouche (2012) đã giới thiệu một khái niệm mêtric suy rộng như sau.
Định nghĩa 1.1. Cho X là một tập khác rỗng. Một S-mêtric trên X là ánh xạ
: [0, )S X X X thỏa mãn các điều kiện sau với mọi , , ,x y z a X .
(1) ( , , ) 0S x y z nếu và chỉ nếu x y z ;
(2) ( , , ) ( , , ) ( , , ) ( , , )S x y z S x x a S y y a S z z a .
Cặp (X; S) được gọi là không gian S-mêtric.
Đồng thời, Sedghi và cs. (2012) cũng đã giới thiệu một số tính chất của S-mêtric và mở rộng nguyên
lí ánh xạ co Banach trên không gian mêtric đầy đủ sang không gian S -mêtric đầy đủ, kết quả chính
là Theorem 3.1. Từ đó, việc mở rộng các định lí điểm bất động trên không gian mêtric sang không
gian S-mêtric được một số tác giả quan tâm và đạt được một số kết quả nhất định (Trần Văn Ân &
Nguyễn Văn Dũng, 2012; Nguyễn Văn Dũng, 2013; Nguyễn Văn Dũng & Nguyễn Trung Hiếu,
2013; Nguyễn Trung Hiếu, Nguyễn Thị Thanh Lý & Nguyễn Văn Dũng, 2013; Sedghi & Nguyễn
Văn Dũng, 2012).
1
ThS. Khoa Sư phạm Toán – Tin, Trường Đại học Đồng Tháp
Email: ngtrunghieu@dthu.edu.vn
2
Khoa Sư phạm Toán – Tin, Trường Đại học Đồng Tháp
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
9
Trong bài báo của mình, Khan, Swaleh và Sessa (1984) đã giới thiệu khái niệm hàm biến thiên
khoảng cách như sau.
Định nghĩa 1.2. Hàm : [0, ) [0, )y ¥ ® ¥ được gọi là hàm biến thiên khoảng cách nếu các điều
kiện sau được thỏa mãn.
(1) y là hàm liên tục và không giảm;
(2) ( ) 0ty = nếu và chỉ nếu 0t = .
Đồng thời, trong bài báo này các tác giả cũng đã thiết lập định lí điểm bất động bằng cách sử dụng
hàm biến thiên khoảng cách. Từ đó, việc thiết lập các định lí điểm bất động thông qua lớp hàm biến
thiên khoảng cách được một số tác giả quan tâm nghiên cứu (Sastry & Babu, 1999; Shatanawi & Al-
Rawashdeh, 2012).
Gần đây, Caballero, Harjani và Sadarangani (2010) đã giới thiệu lớp hàm F như sau.
Định nghĩa 1.3. Kí hiệu F là lớp các hàm : [0, ) [0,1)b + ¥ ® thỏa mãn điều kiện: Nếu
( ) 1
n
tb ® thì 0
n
t ® .
Bằng cách sử dụng lớp hàm biến thiên khoảng cách và lớp hàm F , Caballero và cs. (2010) đã giới
thiệu lớp ánh xạ tựa co trên không gian mêtric thứ tự bộ phận và thiết lập một số định lí điểm bất
động cho lớp ánh xạ này, kết quả chính là Theorem 2.2, Theorem 2.3 và Theorem 2.4. Trong bài
báo này, chúng tôi giới thiệu lớp ánh xạ tựa co trên không gian S-mêtric thứ tự bộ phận, thiết lập
một số định lí điểm bất động cho lớp ánh xạ này và chứng tỏ rằng từ các kết quả này có thể suy ra
được các kết quả chính của Caballero, Harjani và Sadarangani (2010). Đồng thời, chúng tôi cũng
xây dựng ví dụ minh họa cho kết quả đạt được. Trước hết, chúng tôi giới thiệu một số khái niệm và
kết quả được sử dụng trong bài báo này. Các khái niệm và kết quả này được trích từ các kết quả của
Sedghi và cs. (2012), Trần Văn Ân và Nguyễn Văn Dũng (2012), Caballero và cs. (2010 ).
Mệnh đề 1.4. Cho ( , )X S là không gian S -mêtric. Khi đó
( , , ) ( , , )S x x y S y y x= với mọi ,x y XÎ .
Mệnh đề 1.5. Cho ( , )X S là không gian S -mêtric. Khi đó
( , , ) 2 ( , , ) ( , , )S x x z S x x y S y y z£ + với mọi , ,x y z XÎ .
Định nghĩa 1.6. Cho ( , )X S là không gian S -mêtric. Khi đó
(1) Dãy { }
n
x XÌ được gọi là hội tụ về x nếu ( , , ) 0
n n
S x x x ® khi n ® + ¥ . Điều này có
nghĩa là với mỗi 0e > , tồn tại
0
n Î ¥ sao cho với mọi
0
n n³ thì ( , , )
n n
S x x x e< . Kí hiệu là
lim
nn
x x
® + ¥
= hay
n
x x khi n ® + ¥ .
(2) Dãy { }
n
x XÌ được gọi là dãy Cauchy nếu ( , , ) 0
n n m
S x x x ® khi ,n m ® + ¥ . Nói cách
khác { }
n
x là dãy Cauchy khi và chỉ khi với mọi 0e > , tồn tại
0
n Î ¥ sao cho với mỗi
0
,n m n³ thì ( , , )
n n m
S x x x e< .
(3) Không gian S -mêtric ( , )X S được gọi là đầy đủ nếu với mọi dãy Cauchy trong ( , )X S đều hội
tụ.
Mệnh đề 1.7. Cho ( , )S X là không gian S -mêtric. Nếu dãy { }
n
x trong X hội tụ thì giới hạn đó
duy nhất.
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
10
Mệnh đề 1.8. Cho ( , )S X là không gian S -mêtric. Nếu { }
n
x và { }
n
y là hai dãy trong X sao
cho lim
nn
x x
® + ¥
= và lim
nn
y y
® + ¥
= thì lim ( , , ) ( , , )
n n nn
S x x y S x x y
® + ¥
= .
Mệnh đề 1.9. Cho :T X Y® là ánh xạ từ không gian S -mêtric X vào không gian S -mêtric
Y . Khi đó, T liên tục tại x XÎ nếu và chỉ nếu
n
Tx Tx® với mọi dãy { }
n
x XÌ mà
n
x x® .
Định nghĩa 1.10. Cho ( , )X £ là tập sắp thứ tự và ánh xạ :T X X® . Khi đó, T là ánh xạ đơn
điệu không giảm nếu với ,x y XÎ mà x y£ thì Tx Ty£ .
2. CÁC KẾT QUẢ CHÍNH
Trước hết, chúng tôi thiết lập và chứng minh mệnh đề được sử dụng nhiều trong kết quả chính của
bài báo.
Mệnh đề 2.1. Cho ( , )X d là không gian mêtric. Khi đó
(1) Với mọi , ,x y z XÎ ,
1
( , , ) [ ( , ) ( , )]
2d
S x y z d x z d y z= + là một S -mêtric trên X .
(2) Dãy { }
n
x hội tụ trong ( , )X d khi và chỉ khi dãy { }
n
x hội tụ trong ( , )
d
X S .
(3) Dãy { }
n
x là Cauchy trong ( , )X d khi và chỉ khi dãy { }
n
x là Cauchy trong ( , )
d
X S .
(4) Không gian mêtric ( , )X d đầy đủ khi và chỉ khi không gian S -mêtric ( , )
d
X S đầy đủ.
Chứng minh. (1) Kiểm tra trực tiếp các điều kiện của một S -mêtric.
(2) Suy ra từ đẳng thức ( , , ) ( , ).
d n n n
S x x x d x x=
(3) Suy ra từ đẳng thức ( , , ) ( , ).
d n n m n m
S x x x d x x=
(4) Suy ra từ (2) và (3).
Tiếp theo, chúng tôi thiết lập và chứng minh các định lí chính của bài báo.
Định lí 2.2. Cho ( , , )X S là không gian S -mêtric thứ tự bộ phận, đầy đủ và :T X X là ánh
xạ liên tục, không giảm sao cho
( ( , , )) ( ( , , )). ( ( , , ))S Tx Tx Ty S x x y S x x y với mọi x y , (1)
trong đó, là hàm biến thiên khoảng cách và . Nếu tồn tại
0
x X sao cho
0 0
x T x thì
T có điểm bất động.
Chứng minh. Lấy
0
x X sao cho
0 0
x T x . Xét dãy { }
n
x trong X xác định bởi
1n n
x Tx
+
=
với mọi n Î ¥ . Do T là ánh xạ không giảm nên bằng qui nạp ta chứng minh được
0 1 2 1
... ...
n n
x x x x x
với mọi n Î ¥ . (2)
Do và
1n n
x x
với mọi n Î ¥ nên từ (2) ta được
1 1 1
( ( , , )) ( ( , , ))
n n n n n n
S x x x S Tx Tx Tx
1 1
( ( , , )). ( ( , , ))
n n n n n n
S x x x S x x x
1
( ( , , ))
n n n
S x x x
. (3)
Do tính chất không giảm của hàm nên từ (3) ta có
1 1 1
( , , ) ( , , )
n n n n n n
S x x x S x x x
. (4)
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
11
Ta xét hai trường hợp sau.
Trường hợp 1. Tồn tại
0
n Î ¥ sao cho
0 0 0
1
( , , ) 0
n n n
S x x x
. Suy ra
0 0
1n n
x x
hay
0 0
1 1n n
Tx x
- -
= . Do đó,
0
1n
x
-
là điểm bất động của T .
Trường hợp 2.
1
( , , ) 0
n n n
S x x x
với mọi n Î ¥ . Từ (4) ta suy ra
1 1
{ ( , , )}
n n n
S x x x
là một dãy
số dương, đơn điệu không tăng. Do đó, tồn tại 0r sao cho
1 1
lim ( , , )
n n nn
S x x x r
. (5)
Giả sử 0r > . Do
1
( , , ) 0
n n n
S x x x
nên
1
( ( , , )) 0
n n n
S x x x
với mọi n Î ¥ . Do đó, từ (3)
ta có
1 1
1
1
( ( , , ))
( ( , , )) 1
( ( , , ))
n n n
n n n
n n n
S x x x
S x x x
S x x x
. (6)
Cho n trong (6), kết hợp với (5) và tính chất liên tục của hàm , ta được
1
1 lim ( ( , , )) 1
n n nn
S x x x
.
Suy ra
1
lim ( ( , , )) 1
n n nn
S x x x
. (7)
Vì nên từ (7) ta suy ra
1
lim ( , , ) 0
n n nn
S x x x
. Điều này mâu thuẫn với 0r > . Do đó
0r = . Suy ra
1 1
lim ( , , ) 0
n n nn
S x x x
. (8)
Tiếp theo, ta chứng minh { }
n
x là dãy Cauchy trong X . Giả sử rằng { }
n
x không là dãy Cauchy
trong X . Khi đó, tồn tại 0 và tồn tại hai dãy con { }
k
n
x , { }
k
m
x của dãy { }
n
x sao cho
k
n là
chỉ số nhỏ nhất thỏa mãn
k k
n m k và
( , , )
k k k
n n m
S x x x với mọi 1k . (9)
Suy ra
1 1
( , , )
k k k
n n m
S x x x
. (10)
Sử dụng Mệnh đề 1.5, kết hợp với (9) và (10), ta được
1 1 1
( , , ) 2 ( , , ) ( , , )
k k k k k k k k k
n n m n n n n n m
S x x x S x x x S x x x
1
2 ( , , )
k k k
n n n
S x x x
. (11)
Cho k ® + ¥ trong (11) và kết hợp với (8), ta được
lim ( , , )
k k k
n n mk
S x x x
. (12)
Sử dụng Mệnh đề 1.4 và Mệnh đề 1.5, ta có
1 1
( , , ) 2 ( , , ) ( , , )
k k k k k k k k k
n n m n n n m m n
S x x x S x x x S x x x
1 1 1 1 1
2 ( , , ) 2 ( , , ) ( , , )
k k k k k k k k k
n n n m m m n n m
S x x x S x x x S x x x
1 1 1 1
2 ( , , ) 2 ( , , ) 2 ( , , )
k k k k k k k k k
n n n m m m n n n
S x x x S x x x S x x x
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
12
1 1
( , , )
k k k
m m n
S x x x
1 1 1 1
2 ( , , ) 2 ( , , ) 2 ( , , )
k k k k k k k k k
n n n m m m n n n
S x x x S x x x S x x x
1 1
2 ( , , ) ( , , )
k k k k k k
m m m n n m
S x x x S x x x
1 1 1
4 ( , , ) 4 ( , , ) ( , , )
k k k k k k k k k
n n n m m m n n m
S x x x S x x x S x x x
. (13)
Cho k ® + ¥ trong (13) và sử dụng (8), (12), ta được
1 1 1
lim ( , , )
k k k
n n mk
S x x x
. (14)
Do và
1 1
k k
n m
x x
- -
³ nên từ (1) ta có
1 1 1
( ( , , )) ( ( , , ))
k k k k k k
n n m n n m
S x x x S Tx Tx Txy y
- - -
=
1 1 1 1 1 1
( ( , , )). ( ( , , ))
k k k k k k
n n m n n m
S x x x S x x xb y
- - - - - -
£
1 1 1
( ( , , ))
k k k
n n m
S x x xy
- - -
< . (15)
Cho k ® + ¥ trong (15), kết hợp với (12), (14) và tính liên tục của y , ta được
1 1 1
( ) lim ( ( , , )). ( ) ( )
k k k
n n mk
S x x x
. (16)
Do ( ) 0y e > nên từ (16) ta suy ra
1 1 1
lim ( ( , , )) 1
k k k
n n mk
S x x x
. Do tính chất của hàm b nên
1 1 1
lim ( , , ) 0
k k k
n n mk
S x x x
hay 0e = . Điều này mâu thuẫn với 0e > . Do đó, { }
n
x là dãy
Cauchy trong X . Vì X là không gian S -mêtric đầy đủ nên tồn tại z XÎ sao cho
n
x z® khi
n ® + ¥ . Do tính liên tục của T nên
1
lim lim
n nn n
z x Tx T z
+® + ¥ ® + ¥
= = = . Điều này chứng tỏ z
là điểm bất động của T .
Từ Định lí 2.2, bằng cách chọn ( )t ty = , ta nhận được hệ quả sau.
Hệ quả 2.3. Cho ( , , )X S là không gian S -mêtric thứ tự bộ phận, đầy đủ và :T X X là ánh
xạ liên tục, không giảm sao cho
( , , ) ( ( , , )). ( , , )S Tx Tx Ty S x x y S x x y với mọi x y ,
trong đó . Nếu tồn tại
0
x X sao cho
0 0
x T x thì T có điểm bất động.
Từ Định lí 2.2, bằng cách chọn S -mêtric như trong Mệnh đề 2.1 và sử dụng kết quả của Mệnh đề
2.1, ta nhận được hệ quả sau.
Hệ quả 2.4 (Caballero và cs., 2010 ). Cho ( , , )X d là không gian mêtric thứ tự bộ phận, đầy đủ và
:T X X là ánh xạ liên tục, không giảm sao cho
( ( , )) ( ( , )). ( ( , ))d Tx Ty d x y d x y với mọi x y ,
trong đó, là hàm biến thiên khoảng cách và . Nếu tồn tại
0
x X sao cho
0 0
x T x thì
T có điểm bất động
Chú ý rằng, điều kiện liên tục của ánh xạ T trong Định lí 2.2 là điều kiện đủ chứ không là điều kiện
cần. Trong phần tiếp theo, chúng tôi đưa ra một điều kiện đủ khác để T có điểm bất động. Xét giả
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
13
thiết (H) như sau: Nếu { }
n
x là dãy không giảm trên X sao cho
n
x x® thì
n
x x£ với mọi
n Î ¥ . Khi đó, ta được định lí sau.
Định lí 2.5. Cho ( , , )X S là không gian S -mêtric thứ tự bộ phận, đầy đủ, thỏa mãn giả thiết (H)
và :T X X là ánh xạ không giảm sao cho
( ( , , )) ( ( , , )). ( ( , , ))S Tx Tx Ty S x x y S x x y với mọi x y , (17)
trong đó, là hàm biến thiên khoảng cách và . Nếu tồn tại
0
x X sao cho
0 0
x T x thì
T có điểm bất động.
Chứng minh. Lập luận tương tự như trong chứng minh Định lí 2.2, ta tìm được dãy { }
n
x không
giảm và
n
x z X® Î . Ta sẽ chứng minh Tz z= .
Từ giả thiết (H) ta có
n
x z£ với mọi n Î ¥ . Khi đó, từ (17) ta có
1 1
( ( , , )) ( ( , , ))
n n n n
S x x Tz S Tx Tx Tz
( ( , , )) ( ( , , ))
n n n n
S x x z S x x z
( ( , , ))
n n
S x x z . (18)
Cho n ® + ¥ trong (18), sử dụng tính chất của hàm y và Mệnh đề 1.8, ta được
0 ( ( , , )) (0) 0S z z Tz .
Suy ra ( ( , , )) 0S z z Tz . Từ tính chất của hàm y ta được ( , , ) 0S z z Tz hay z T z= . Do đó,
T có điểm bất động là z .
Từ Định lí 2.5, bằng cách chọn ( )t ty = , ta nhận được hệ quả sau.
Hệ quả 2.6. Cho ( , , )X S là không gian S -mêtric thứ tự bộ phận, đầy đủ, thỏa mãn giả thiết (H)
và :T X X là ánh xạ không giảm sao cho
( , , ) ( ( , , )). ( , , )S Tx Tx Ty S x x y S x x y với mọi x y ,
trong đó . Nếu tồn tại
0
x X sao cho
0 0
x T x thì T có điểm bất động.
Từ Định lí 2.5, bằng cách chọn S -mêtric như trong Mệnh đề 2.1 và sử dụng kết quả của Mệnh đề
2.1, ta nhận được hệ quả sau.
Hệ quả 2.7 (Caballero và cs., 2010 ). Cho ( , , )X d là không gian mêtric thứ tự bộ phận, đầy đủ,
thỏa mãn giả thiết (H) và :T X X là ánh xạ không giảm sao cho
( ( , )) ( ( , )). ( ( , ))d Tx Ty d x y d x y với mọi x y ,
trong đó, là hàm biến thiên khoảng cách và . Nếu tồn tại
0
x X sao cho
0 0
x T x thì
T có điểm bất động
Các giả thiết trong Định lí 2.2 và Định lí 2.5 không cho ta tính duy nhất của điểm bất động của ánh
xạ T . Ví dụ sau chứng tỏ điều đó.
Ví dụ 2.8. Xét
2{(1, 0),(0,1)}X = Ì ¡ và thứ tự thông thường trên X xác định bởi
( , ) ( , )a b c d£ Û ,a c b d£ £ . Trên X xét S -mêtric
d
S như trong Mệnh đề 2.1 với d là khoảng
cách Euclid trên
2¡ . Khi đó, ( , )
d
X S là không gian S -mêtric đầy đủ. Trên X xét ánh xạ
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
14
Tx x= . Khi đó, T là ánh xạ liên tục và (1, 0) (1, 0) (1, 0)T£ = . Vì các phần tử của X chỉ so
sánh được với chính nó nên với mọi hàm b Î Y và mọi hàm biến thiên khoảng cách y , ta có
0 ( ( , , )) ( ( , , )) ( ( , , )) 0
d d d
S Tx Tx Ty S x x y S x x y với mọi x y .
Hơn nữa, X cũng thỏa mãn giả thiết (H). Như vậy, các giả thiết trong Định lí 2.2 và Định lí 2.5
được thỏa mãn. Tuy nhiên, T có hai điểm bất động là (0,1) và (1, 0) .
Định lí sau cho ta tính duy nhất của điểm bất động.
Định lí 2.9. Giả sử các giả thiết trong Định lí 2.2 hoặc Định lí 2.5 được thỏa mãn và với mỗi cặp
,x y XÎ tồn tại z XÎ sao cho z so sánh được với x và y . Khi đó
(1) T có duy nhất điểm bất động z .
(2) Với mỗi x XÎ , lim n
n
T x z
® + ¥
= .
Chứng minh. (1) Vì ánh xạ T thỏa mãn các giả thiết trong Định lí 2.2 hoặc Định lí 2.5 nên ánh xạ
T có điểm bất động. Ta chỉ cần chứng minh tính duy nhất của điểm bất động. Giả sử ,z y là hai
điểm bất động của T và z y¹ . Khi đó, tồn tại x XÎ so sánh được với z và y . Do tính không
giảm của T nên nT x so sánh được với nT z và nT y . Vì nT x so sánh được với nT z nên
( ( , , )) ( ( , , ))n n n nS z z T x S T z T z T x
1 1 1 1 1 1( ( , , )). ( ( , , ))n n n n n nS T z T z T x S T z T z T x
1 1( ( , , )). ( ( , , ))n nS z z T x S z z T x
1( ( , , ))nS z z T x . (19)
Từ (19) và tính chất không giảm của hàm y ta suy ra 1( , , ) ( , , )n nS z z T x S z z T x . Do đó, dãy
{ ( , , )}nS z z T x là dãy số không âm, đơn điệu không tăng. Suy ra, tồn tại 0a ³ sao cho
lim ( , , )n
n
a S z z T x
® + ¥
= . (20)
Ta sẽ chứng minh 0a = . Giả sử 0a > . Cho n ® + ¥ trong (19), kết hợp với tính liên tục của
hàm y , ta được
1( ) lim ( ( , , )). ( ) ( )n
n
a S z z T x a ay b y y-
® + ¥
£ £ .
Do ( ) 0ay > nên ta được
1lim ( ( , , )) 1n
n
S z z T xb -
® + ¥
= . Mà b Î Y nên 1lim ( , , ) 0n
n
S z z T x-
® + ¥
= .
Điều này mâu thuẫn với 0a > . Do đó 0a = hay
lim ( , , ) 0n
n
S z z T x
® + ¥
= . (21)
Vì
nT x so sánh được với nT y nên lập luận tương tự như trên, ta chứng minh được
lim ( , , ) 0n
n
S y y T x
® + ¥
= . (22)
Từ (21), (22) và sử dụng Mệnh đề 1.7, ta được y z= .
(2) Do x , z XÎ nên tồn tại y XÎ so sánh được với x và z . Lập luận tương tự như trong chứng
minh (1), ta được
lim ( , , ) 0n
n
S z z T y
® + ¥
= và lim ( , , ) 0n n n
n
S T x T x T y
® + ¥
= . (23)
Mặt khác, theo Mệnh đề 1.5 ta có
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
15
( , , ) 2 ( , , ) ( , , )n n n n nS z z T x S z z T y S T x T x T y£ + . (24)
Cho n ® + ¥ trong (24) và kết hợp với (23), ta được
lim ( , , ) 0n
n
S z z T x
® + ¥
= hay lim n
n
T x z
® + ¥
= .
Từ Định lí 2.9, bằng cách chọn ( )t ty = , ta nhận được hệ quả sau.
Hệ quả 2.10. Giả sử các giả thiết trong Hệ quả 2.3 hoặc Hệ quả 2.6 được thỏa mãn và với mỗi cặp
,x y XÎ tồn tại z XÎ sao cho z so sánh được với x và y . Khi đó
(1) T có duy nhất điểm bất động z .
(2) Với mỗi x XÎ , lim n
n
T x z
® + ¥
= .
Từ Định lí 2.9, bằng cách chọn S -mêtric như trong Mệnh đề 2.1 và sử dụng kết quả của Mệnh đề
2.1, ta nhận được hệ quả sau.
Hệ quả 2.11 (Caballero và cs., 2010 ). Giả sử các giả thiết trong Hệ quả 2.4 hoặc Hệ quả 2.7 được
thỏa mãn và với mỗi cặp ,x y XÎ tồn tại z XÎ sao cho z so sánh được với x và y . Khi đó
(1) T có duy nhất điểm bất động z .
(2) Với mỗi x XÎ , lim n
n
T x z
® + ¥
= .
Cuối cùng, chúng tôi xây dựng ví dụ minh họa cho Định lí 2.5. Hơn nữa, ví dụ này cũng chứng tỏ
Định lí 2.5 mạnh hơn Theorem 3.1 của Sedghi và cs. (2012).
Ví dụ 2.12. Trên { 3, 1, 0,2, 4}X = - - xét S -mêtric xác định bởi ( , , ) | | | |S x y z x z y z= - + - .
Khi đó, ( , )X S là không gian S -mêtric đầy đủ. Trên X xét thứ tự bộ phận như sau:
x y£ trên X nếu , { 3, 1, 0}x y Î - - và x y£ trên ¡ .
Trên X xét ánh xạ T như sau: ( 3) ( 1) 0 3T T T- = - = = - , 2 1T = - , 4 0T = . Khi đó
( 2, 2, 0) ( 1, 1, 3) 2.| 1 3| 4S T T T S= - - - = - + = ,
(2,2, 0) 2.|2 0|= 4S = - .
Do đó, không tồn tại [0,1)L Î để ( 2, 2, 0) . (2,2, 0)S T T T L S£ . Suy ra, T không thỏa mãn điều
kiện co trong Theorem 3.1 của Sedghi và cs. (2012). Do đó, ta không thể áp dụng định lí Theorem
3.1 cho ánh xạ T trong ví dụ này. Tuy nhiên, T là ánh xạ đơn điệu không giảm,
3 ( 3) 3T- £ - = - và với { }
n
x là dãy không giảm, hội tụ về x thì
n
x x£ . Đồng thời, với ,x y
so sánh được với nhau thì , { 3, 1, 0}x y Î - - . Do đó với mọi b Î Y và mọi hàm biến thiên
khoảng cách y , ta có
( ( , , )) (0) 0 ( ( , , )) ( ( , , ))S Tx Tx Ty S x x y S x x y .
Như vậy, các giả thiết của Định lí 2.5 được thỏa mãn. Hơn nữa, 3- là điểm bất động của ánh xạ
T .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trần Văn Ân., & Nguyễn Văn Dũng. (2012). Two fixed point theorems in S-metric spaces, submitted.
Caballero, J., Harjani, J., & Sadarangani, K. (2010). Contractive-like mapping principles in ordered metric
spaces and application to ordinary differential Equations. Fixed Point Theory and Appl. 2010, 1 - 14.
Nguyễn Văn Dũng. (2013). On coupled common fixed points for mixed weakly monotone maps in partially
ordered S-metric spaces. Fixed Point Theory Appl., 2013:48, 1 - 25.
Tạp chí Khoa học – Số 01 (2013): 8 – 16 Trường Đại học An Giang
16
Nguyễn Văn Dũng., & Nguyễn Trung Hiếu. (2013). One fixed point theorem for g-monotone maps on
partially ordered S-metric spaces, submitted.
Nguyễn Trung Hiếu., Nguyễn Thị Thanh Lý., & Nguyễn Văn Dũng. (2013). A generalization of 'Ciric quasi-
contractions for maps on S-metric spaces. Thai J. Math. accepted paper.
Khan, S., Swaleh, M., & Sessa, S. (1984). Fixed point theorems by altering distances between the points. Bull.
Austral. Math. Soc., 30(1), 1 - 9.
Sastry, R., & Babu, R. (1999). Some fixed point theorems by altering distances between the points. Indian J.
pure appl. Math., 30(6), 641 - 647.
Sedghi, S., & Nguyễn Văn Dũng. (2012). Nonlinear coupled fixed point theorems inpartially ordered S-metric
spaces. Mat. Vesnik, accepted paper.
Sedghi, S., Shobe, N., & Aliouche, A. (2012). A generalization of fixed point theorem in S-metric spaces.
Mat. Vesnik, 64(3), 258 - 266.
Shatanawi, W., & Al-Rawashdeh, A. (2012). Common fixed points of almost generalized ( , )y j - contractive
mappings in ordered metric spaces. Fixed Point Theory Appl., 2012:80, 1 - 13.
Ngày nhận bài: 02/10/2013
Ngày bình duyệt: 15/10/2013
Ngày chấp nhận: 11/10/2013
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 02_nguyen_trung_hieu_4975_2034777.pdf