Geometric progressions in distance spaces; applications to fixed points and coincidence points

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Conditions on spaces $X$ with generalized distance $\rho_X$ are investigates under which analogues of Banach's and Nadler's fixed-point theorems and Arutyunov's coincidence-point theorem can be obtained for mappings on such spaces. This is shown to hold if each geometric progression with ratio $<1$ (that is, each sequence $\{ x_i\}\subset X$ satisfying $\rho_X(x_{i+1},x_i)\leq \gamma \rho_X(x_i,x_{i-1})$, $ i=1,2,…$, with some $\gamma < 1$) is convergent. Examples of spaces with and without this property are given. In particular, the required property holds in a complete $f$-quasimetric space $X$ if the distance $\rho_X$ in it satisfies $\rho_X(x,z) \leq \rho_X(x,y)+(\rho_X(y,z))^\eta$, $x,y,z \in X$, for some $\eta\in (0,1)$, that is, if the function $f\colon\mathbb{R}_+^{2} \to \mathbb{R}_+$ is given by $f(r_1,r_2)=r_1 + r_2^{\eta}$. Next, for $f(r_1,r_2)=\max\{ r_1^{\eta}, r_2^{\eta} \}$, where $\eta \in (0,2^{-1}]$, it is shown that for any $\gamma > 0$ there exists an $f$-quasimetric space containing a geometric progression with ratio $\gamma$ which is not a Cauchy sequence. The ‘zero-one law’, which means that either each geometric progression with ratio $<1$ is a Cauchy sequence or, for any $\gamma\in (0,1)$, there exists a geometric progression with ratio $\gamma$ that is not Cauchy, is discussed for $f$-quasimetric spaces. Bibliography: 29 titles.

About the authors

Evgeny Semenovich Zhukovskiy

Tambov State University named after G.R. Derzhavin

Email: zukovskys@mail.ru
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

References

  1. S. Banach, “Sur les operations dans les ensembles abstraits et leur application aux equations integrales”, Fund. Math., 3 (1922), 133–181
  2. S. B. Nadler, Jr., “Multi-valued contraction mappings”, Pacific J. Math., 30:2 (1969), 475–488
  3. А. В. Арутюнов, “Накрывающие отображения в метрических пространствах и неподвижные точки”, Докл. РАН, 416:2 (2007), 151–155
  4. A. Arutyunov, E. Avakov, B. Gel'man, A. Dmitruk, V. Obukhovskii, “Locally covering maps in metric spaces and coincidence points”, J. Fixed Point Theory Appl., 5:1 (2009), 105–127
  5. Е. Р. Аваков, А. В. Арутюнов, Е. С. Жуковский, “Накрывающие отображения и их приложения к дифференциальным уравнениям, не разрешенным относительно производной”, Дифференц. уравнения, 45:5 (2009), 613–634
  6. A. V. Arutyunov, E. S. Zhukovskiy, S. E. Zhukovskiy, “Covering mappings and well-posedness of nonlinear Volterra equations”, Nonlinear Anal., 75:3 (2012), 1026–1044
  7. А. В. Арутюнов, Е. С. Жуковский, С. Е. Жуковский, “О мощности множества точек совпадения отображений метрических, нормированных и частично упорядоченных пространств”, Матем. сб., 209:8 (2018), 3–28
  8. Е. С. Жуковский, “О точках совпадения многозначных векторных отображений метрических пространств”, Матем. заметки, 100:3 (2016), 344–362
  9. З. Т. Жуковская, С. Е. Жуковский, “Возмущение задачи о неподвижных точках непрерывных отображений”, Вестник российских университетов. Математика, 26:135 (2021), 241–249
  10. Т. Н. Фоменко, “О приближении к точкам совпадения и общим неподвижным точкам набора отображений метрических пространств”, Матем. заметки, 86:1 (2009), 110–125
  11. Т. Н. Фоменко, “К задаче каскадного поиска множества совпадений набора многозначных отображений”, Матем. заметки, 86:2 (2009), 304–309
  12. T. N. Fomenko, “Cascade search principle and its applications to the coincidence problems of $n$ one-valued or multi-valued mappings”, Topology Appl., 157:4 (2010), 760–773
  13. Т. Н. Фоменко, “Каскадный поиск прообразов и совпадений: глобальная и локальная версии”, Матем. заметки, 93:1 (2013), 127–143
  14. Е. С. Жуковский, “Неподвижные точки сжимающих отображений $f$-квазиметрических пространств”, Сиб. матем. журн., 59:6 (2018), 1338–1350
  15. Т. Н. Фоменко, “Существование нулей многозначных функционалов, совпадения и неподвижные точки в $f$-квазиметрическом пространстве”, Матем. заметки, 110:4 (2021), 598–609
  16. А. В. Арутюнов, А. В. Грешнов, “Теория $(q_1,q_2)$-квазиметрических пространств и точки совпадения”, Докл. РАН, 469:5 (2016), 527–531
  17. А. В. Арутюнов, А. В. Грешнов, “Точки совпадения многозначных отображений в $(q_1,q_2)$-квазиметрических пространствах”, Докл. РАН, 476:2 (2017), 129–132
  18. А. В. Арутюнов, А. В. Грешнов, “$(q_1,q_2)$-квазиметрические пространства. Накрывающие отображения и точки совпадения”, Изв. РАН. Сер. матем., 82:2 (2018), 3–32
  19. A. V. Arutyunov, A. V. Greshnov, “$(q_1, q_2)$-quasimetric spaces. Covering mappings and coincidence points. A review of the results”, Fixed Point Theory, 23:2 (2022), 473–486
  20. Т. Н. Фоменко, “Поиск нулей функционалов, неподвижные точки и совпадения отображений в квазиметрических пространствах”, Вестн. Моск. ун-та. Сер. 1. Матем., мех., 2019, № 6, 14–22
  21. П. С. Александров, В. В. Немыцкий, “Условие метризуемости топологических пространств и аксиома симметрии”, Матем. сб., 3(45):3 (1938), 663–672
  22. W. A. Wilson, “On quasi-metric spaces”, Amer. J. Math., 53:3 (1931), 675–684
  23. A. V. Arutyunov, A. V. Greshnov, L. V. Lokoutsievskii, K. V. Storozhuk, “Topological and geometrical properties of spaces with symmetric and nonsymmetric $f$-quasimetrics”, Topology Appl., 221 (2017), 178–194
  24. M. Frechet, “Sur quelques points du calcul fonctionnel”, Rend. Circ. Mat. Palermo, 22 (1906), 1–72
  25. A. D. Pitcher, E. W. Chittenden, “On the foundations of the calcul fonctionnel of Frechet”, Trans. Amer. Math. Soc., 19:1 (1918), 66–78
  26. З. Т. Жуковская, С. Е. Жуковский, Р. Сенгупта, “О точных неравенствах треугольника в $(q_1,q_2)$-квазиметрических пространствах”, Вестник российских университетов. Математика, 24:125 (2019), 33–38
  27. С. Й. Недев, “$O$-метризуемые пространства”, Тр. ММО, 24, Изд-во Моск. ун-та, М., 1971, 201–236
  28. Т. В. Жуковская, Е. С. Жуковский, “Об одном квазиметрическом пространстве”, Вестник Тамбовского университета. Серия: естественные и технические науки, 22:6 (2017), 1285–1292
  29. R. Sengupta, “On fixed points of contraction maps acting in $(q_1, q_2)$-quasimetric spaces and geometric properties of these spaces”, Eurasian Math. J., 8:3 (2017), 70–76

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Zhukovskiy E.S.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).