The convex hull and the Caratheodory number of a set in terms of the metric projection operator

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

We prove that each point of the convex hull of a compact set $M$ in a smooth Banach space $X$ can be approximated arbitrarily well by convex combinations of best approximants from $M$ to $x$ (values of the metric projection operator $P_M(x)$), where $x \in X$. As a corollary, we show that the Caratheodory number of a compact set $M \subset X$ with at most $k$-valued metric projection $P_M$ is majorized by $k$, that is, each point in the convex hull of $M$ lies in the convex hull of at most $k$ points of $M$.Bibliography: 26 titles.

About the authors

Konstantin Sergeevich Shklyaev

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Mechanics and Mathematics; Moscow Center for Fundamental and Applied Mathematics

Email: konstantin.shklyaev@inbox.ru
without scientific degree, no status

References

  1. Н. В. Ефимов, С. Б. Стечкин, “Некоторые свойства чебышевских множеств”, Докл. АН СССР, 118:1 (1958), 17–19
  2. V. L. Klee, Jr., “A characterization of convex sets”, Amer. Math. Monthly, 56:4 (1949), 247–249
  3. V. L. Klee, “Convex bodies and periodic homeomorphisms in Hilbert space”, Trans. Amer. Maths. Soc., 74 (1953), 10–43
  4. В. И. Бердышев, “К вопросу о чебышeвских множествах”, Докл. АзССР, 22:9 (1966), 3–5
  5. A. Brondsted, “Convex sets and Chebyshev sets. II”, Math. Scand., 18 (1966), 5–15
  6. A. L. Brown, “Chebyshev sets and the shapes of convex bodies”, Methods of functional analysis in approximation theory (Bombay, 1985), Internat. Schriftenreihe Numer. Math., 76, Birkhäuser, Basel, 1986, 97–121
  7. A. L. Brown, “Chebyshev sets and facial systems of convex sets in finite-dimensional spaces”, Proc. London Math. Soc. (3), 41:2 (1980), 297–339
  8. Л. П. Власов, “Аппроксимативные свойства множеств в линейных нормированных пространствах”, УМН, 28:6(174) (1973), 3–66
  9. В. С. Балаганский, Л. П. Власов, “Проблема выпуклости чебышевских множеств”, УМН, 51:6(312) (1996), 125–188
  10. И. Г. Царьков, “Ограниченные чебышевские множества в конечномерных банаховых пространствах”, Матем. заметки, 36:1 (1984), 73–87
  11. И. Г. Царьков, “Компактные и слабо компактные чебышевские множества в линейных нормированных пространствах”, Сборник трудов Всесоюзной школы по теории функций (Душанбе, 1986), Тр. МИАН СССР, 189, Наука, М., 1989, 169–184
  12. А. Р. Алимов, “Всякое ли чебышeвское множество выпукло?”, Матем. просв., сер. 3, 2, МЦНМО, М., 1998, 155–172
  13. А. Р. Алимов, “О структуре дополнения к чебышeвским множествам”, Функц. анализ и его прил., 35:3 (2001), 19–27
  14. L. N. H. Bunt, Bijdrage tot de theorie der convexe puntverzamelingen, Proefschrifft Groningen, Noord-Hollandsche Uitgevers Maatschappij, Amsterdam, 1934, 108 pp.
  15. H. Mann, “Untersuchungen über Wabenzellen bei allgemeiner Minkowskischer Metrik”, Monatsh. Math. Phys., 42:1 (1935), 417–424
  16. T. Motzkin, “Sur quelques proprietes caracteristiques des ensembles convexes”, Atti Accad. Naz. Lincei Rend. (6), 21 (1935), 562–567
  17. T. Motzkin, “Sur quelques proprietes caracteristiques des ensembles bornes non convexes”, Atti Accad. Naz. Lincei Rend. (6), 21 (1935), 773–779
  18. C. Caratheodory, “Über den Variabilitätsbereich der Fourier'schen Konstanten von positiven harmonischen Funktionen”, Rend. Circ. Mat. Palermo, 32 (1911), 193–217
  19. W. Fenchel, “Über Krümmung und Windung geschlossener Raumkurven”, Math. Ann., 101:1 (1929), 238–252
  20. I. Barany, R. Karasev, “Notes about the Caratheodory number”, Discrete Comput. Geom., 48:3 (2012), 783–792
  21. А. А. Флеров, “О множествах с не более чем двузначной метрической проекцией на нормированной плоскости”, Матем. заметки, 101:2 (2017), 286–301
  22. О. Я. Виро, О. А. Иванов, Н. Ю. Нецветаев, В. М. Харламов, Элементарная топология, 3-е изд., МЦНМО, М., 2010, 446 с.
  23. A. Cellina, “Approximation of set valued functions and fixed point theorems”, Ann. Mat. Pura Appl. (4), 82 (1969), 17–24
  24. М. Л. Громов, “О симплексах, вписанных в гиперповерхности”, Матем. заметки, 5:1 (1969), 81–89
  25. A. Bronsted, “Convex sets and Chebyshev sets”, Math. Scand., 17 (1965), 5–16
  26. Ş. Cobzaş, Functional analysis in asymmetric normed spaces, Front. Math., Birkhäuser/Springer Basel AG, Basel, 2013, x+219 pp.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Shklyaev K.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).