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  <name>Espacios de Hilbert comunes</name>

  <metadata>
  <md:version>1.1</md:version>
  <md:created>2005/07/11 14:46:40 GMT-5</md:created>
  <md:revised>2005/07/13 15:03:33 GMT-5</md:revised>
  <md:authorlist>
      <md:author id="rha">
      <md:firstname>Roy</md:firstname>
      
      <md:surname>Ha</md:surname>
      <md:email>rha@rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="jrom">
      <md:firstname>Justin</md:firstname>
      
      <md:surname>Romberg</md:surname>
      <md:email>jrom@rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
      <md:email>fpmeza@utep.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="erikaj">
      <md:firstname>Erika</md:firstname>
      <md:othername>Sarait</md:othername>
      <md:surname>Jackson</md:surname>
      <md:email>erikaj@utep.edu</md:email>
    </md:author>
  </md:authorlist>

  <md:maintainerlist>
    <md:maintainer id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
      <md:email>fpmeza@utep.edu</md:email>
    </md:maintainer>
    <md:maintainer id="erikaj">
      <md:firstname>Erika</md:firstname>
      <md:othername>Sarait</md:othername>
      <md:surname>Jackson</md:surname>
      <md:email>erikaj@utep.edu</md:email>
    </md:maintainer>
  </md:maintainerlist>
  
  <md:keywordlist>
    <md:keyword>espacio de hilbert</md:keyword>
    <md:keyword>espacio normado</md:keyword>
    <md:keyword>espacio vectorial</md:keyword>
    <md:keyword>espacios de hilbert</md:keyword>
    <md:keyword>espacios vectoriales</md:keyword>
    <md:keyword>hilbert</md:keyword>
  </md:keywordlist>

  <md:abstract>Este modulo nos dará una descripción de los espacios de Hilbert mas comunes y de sus propiedades básicas.</md:abstract>
</metadata>

  <content>
    <section id="sec1">
      <name>Espacios de Hilbert comunes</name>
      <para id="p1_sec1">
	A continuación veremos los cuatro <cnxn document="m12876" strength="8">Espacios de Hilbert </cnxn> mas comunes con los que usted tendrá que tratar para la discusión y manipulación de señales y sistemas:
      </para>

      <section id="sub1">
	<name><!-- NAME HERE --></name>

	<para id="para1">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:power/>
              <m:reals/>
              <m:ci>n</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:math> (escalares reales ) y
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:power/>
              <m:complexes/>
              <m:ci>n</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:math> (escalares complejos), también llamado
	  <m:math display="inline">
	    <m:apply>
	      <m:ci type="fn">
		<m:msup>
		  <m:mi>ℓ</m:mi>
		  <m:mn>2</m:mn>
		</m:msup></m:ci>
	      <m:interval>
		<m:cn>0</m:cn>
		<m:apply>
		  <m:minus/>
		    <m:ci>n</m:ci>
		    <m:cn>1</m:cn>
		</m:apply>
	      </m:interval>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</para>

	<para id="para2">
	<m:math>
		<m:apply>
			<m:eq/>
			<m:ci type="vector">x</m:ci>
			<m:vector>
				<m:ci>
					<m:msub>
						<m:mi>x</m:mi>
						<m:mn>0</m:mn>
					</m:msub>
				</m:ci>
				<m:ci>
					<m:msub>
						<m:mi>x</m:mi>
						<m:mn>1</m:mn>
					</m:msub>
				</m:ci>
				<m:ci>…</m:ci>
				<m:ci>
					<m:msub>
						<m:mi>x</m:mi>
						<m:mrow>
							<m:mi>n</m:mi>
							<m:mo>-</m:mo>
							<m:mn>1</m:mn>
						</m:mrow>
					</m:msub>
				</m:ci>
			</m:vector>
		</m:apply>
	</m:math>
	  Es una lista de números (secuencia finita).  El <cnxn document="m12876" strength="8">producto interno</cnxn> para nuestros dos espacios son las siguientes:
	  <list id="list_ip">
		<item>
	      Producto interno 
	      <m:math>
				<m:apply>
					<m:power/>
					<m:reals/>
					<m:ci>n</m:ci>
				</m:apply>
			</m:math>:

	      <equation id="eq1">
				<m:math>
					<m:apply>
						<m:eq/>
						<m:apply>
							<m:scalarproduct/>
							<m:ci type="vector">x</m:ci>
							<m:ci type="vector">y</m:ci>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:times/>
							<m:apply>
								<m:transpose/>
								<m:ci type="vector">y</m:ci>
							</m:apply>
							<m:ci type="vector">x</m:ci>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:sum/>
							<m:bvar><m:ci>i</m:ci></m:bvar>
							<m:lowlimit><m:cn>0</m:cn></m:lowlimit>
							<m:uplimit>
								<m:apply>
									<m:minus/>
									<m:ci>n</m:ci>
									<m:cn>1</m:cn>
								</m:apply>
							</m:uplimit>
							<m:apply>
								<m:times/>
								<m:ci>
									<m:msub>
										<m:mi>x</m:mi>
										<m:mi>i</m:mi>
									</m:msub>
								</m:ci>
								<m:ci>
									<m:msub>
										<m:mi>y</m:mi>
										<m:mi>i</m:mi>
									</m:msub>
								</m:ci>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:math>
			</equation>
		</item>
		<item>
	      Producto interno 
	      <m:math>
				<m:apply>
					<m:power/>
					<m:complexes/>
					<m:ci>n</m:ci>
				</m:apply>
			</m:math>:
	      
	      <equation id="eq2">
				<m:math>
					<m:apply>
						<m:eq/>
						<m:apply>
							<m:scalarproduct/>
							<m:ci type="vector">x</m:ci>
							<m:ci type="vector">y</m:ci>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:times/>
							<m:apply>
								<m:conjugate/>
								<m:apply>
									<m:transpose/>
									<m:ci type="vector">y</m:ci>
								</m:apply>
							</m:apply>
							<m:ci type="vector">x</m:ci>
						</m:apply>
						<m:apply>
							<m:sum/>
							<m:bvar><m:ci>i</m:ci></m:bvar>
							<m:lowlimit><m:cn>0</m:cn></m:lowlimit>
							<m:uplimit>
								<m:apply>
									<m:minus/>
									<m:ci>n</m:ci>
									<m:cn>1</m:cn>
								</m:apply>
							</m:uplimit>
							<m:apply>
								<m:times/>
								<m:ci>
									<m:msub>
										<m:mi>x</m:mi>
										<m:mi>i</m:mi>
									</m:msub>
								</m:ci>
								<m:apply>
									<m:conjugate/>
									<m:ci>
										<m:msub>
											<m:mi>y</m:mi>
											<m:mi>i</m:mi>
										</m:msub>
									</m:ci>
								</m:apply>
							</m:apply>
						</m:apply>
					</m:apply>
				</m:math>
			</equation>
		</item>
	</list>
</para>

	<para id="para4">
	  Modelo para: Señal de tiempo discreto en el intervalo 
	  <m:math>
	    <m:interval closure="closed">
	      <m:cn>0</m:cn>
	      <m:apply>
		<m:minus/>
                <m:ci>n</m:ci>
                <m:cn>1</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:interval>
	  </m:math> <emphasis>o</emphasis> Señal Periódica (con periodo 
	  <m:math><m:ci>n</m:ci></m:math>) de tiempo discreto.
	  <m:math>
	    <m:vector>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>x</m:mi>
		  <m:mn>0</m:mn>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>x</m:mi>
		  <m:mn>1</m:mn>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	      <m:ci>…</m:ci>
	      <m:ci>
		<m:msub>
		  <m:mi>x</m:mi>
		  <m:mrow>
		    <m:mi>n</m:mi>
		    <m:mo>-</m:mo>
		    <m:mn>1</m:mn>
		  </m:mrow>
		</m:msub>
	      </m:ci>
	    </m:vector>
	  </m:math>
	</para>

	<figure id="fig1">
	  <media type="image/png" src="fig1.png"/>
	</figure>

      </section>

      <section id="sec2">
	<name><!-- Insert appropriate title --></name>

	<para id="para5">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:in/>
              <m:ci type="fn">f</m:ci>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">
                  <m:msup>
                    <m:mi>L</m:mi>
                    <m:mn>2</m:mn>
                  </m:msup>
		</m:ci>
		<m:apply>
		  <m:interval>
		    <m:ci>a</m:ci>
		    <m:ci>b</m:ci>
		  </m:interval>
		</m:apply>
	      </m:apply>                 
	    </m:apply>
	  </m:math>
	  es una función de <emphasis>energía finita</emphasis> en
	  <m:math>
	    <m:interval closure="closed">
	      <m:ci>a</m:ci>
	      <m:ci>b</m:ci>
	    </m:interval>
	  </m:math>

	  <equation id="eq3">
	    <name>Inner Product</name>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
                <m:apply>
                  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="fn">f</m:ci>
		  <m:ci type="fn">g</m:ci>
                </m:apply>
                <m:apply>
                  <m:int/>
		  <m:bvar><m:ci>t</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit>
		    <m:ci>a</m:ci>
		  </m:lowlimit>
		  <m:uplimit>
		    <m:ci>b</m:ci>
		  </m:uplimit>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn">f</m:ci>
		      <m:ci>t</m:ci>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:conjugate/>
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn">g</m:ci>
			<m:ci>t</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </equation>
	 Modelo para: Señal de tiempo continuo en el intervalo 
	  <m:math>
	    <m:interval closure="closed">
	      <m:ci>a</m:ci>
	      <m:ci>b</m:ci>
	    </m:interval>
	  </m:math>
	  <emphasis>o</emphasis> Señal Periódica (con periodo 
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
              <m:ci>T</m:ci>
              <m:apply>
                <m:minus/>
		<m:ci>b</m:ci>
		<m:ci>a</m:ci>
              </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>) de tiempo continuo
	</para>
	
      </section>

      <section id="sec3">
	<name><!-- Insert appropriate name here --></name>
	<para id="para6">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:in/>
              <m:ci>x</m:ci>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">
                  <m:msup>
                    <m:mi>ℓ</m:mi>
                    <m:mn>2</m:mn>
                  </m:msup>
		</m:ci>
		<m:integers/>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	  es una <emphasis>secuencia infinita de números </emphasis> que son cuadrados sumables	  <equation id="eq4">
	    <name>Producto interno</name>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
                <m:apply>
                  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="fn">x</m:ci>
		  <m:ci type="fn">y</m:ci>
                </m:apply>
                <m:apply>
                  <m:sum/>
		  <m:bvar><m:ci>i</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:infinity/>
		    </m:apply>
		  </m:lowlimit>
		  <m:uplimit>
		    <m:infinity/>
		  </m:uplimit>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn" class="discrete">x</m:ci>
		      <m:ci>i</m:ci>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:conjugate/>
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn" class="discrete">y</m:ci>
			<m:ci>i</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </equation>
	  Modelo para: Señal no-periódica de tiempo discreto 
	</para>
      </section>

      <section id="sec4">
	<name><!-- Add appropriate name --></name>
	<para id="para7">
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:in/>
              <m:ci type="fn">f</m:ci>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">
                  <m:msup>
                    <m:mi>L</m:mi>
                    <m:mn>2</m:mn>
                  </m:msup>
		</m:ci>
		<m:reals/>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math> es una <emphasis>una función de energía finita </emphasis> en todo
	  <m:math><m:reals/></m:math>.

	  <equation id="eq5">
	    <name>Producto interno</name>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
                <m:apply>
                  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="fn">f</m:ci>
		  <m:ci type="fn">g</m:ci>
                </m:apply>
                <m:apply>
                  <m:int/>
		  <m:bvar><m:ci>t</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:infinity/>
		    </m:apply>
		  </m:lowlimit>
		  <m:uplimit>
		    <m:infinity/>
		  </m:uplimit>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn">f</m:ci>
		      <m:ci>t</m:ci>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:conjugate/>
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn">g</m:ci>
			<m:ci>t</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
                </m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </equation>
	  Modelo para: Señal no-periódica de tiempo continuo
	</para>
      </section>
    </section>



    <section id="sec5">
      <name>Análisis de Fourier Asociado</name>

      <para id="para8">
        Cada uno de estos cuatro espacios de Hilbert tiene un análisis de Fourier asociado con el.
        <list id="list1" type="bulleted">
          <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">
		  <m:msup>
		    <m:mi>L</m:mi>
		    <m:mn>2</m:mn>
		  </m:msup>
		</m:ci>
		<m:interval>
		  <m:ci>a</m:ci>
		  <m:ci>b</m:ci>
		</m:interval>
	      </m:apply>
	    </m:math> → Series de Fourier 
          </item>

          <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">
		  <m:msup>
		    <m:mi>ℓ</m:mi>
		    <m:mn>2</m:mn>
		  </m:msup>
		</m:ci>
		<m:apply>
		  <m:interval>
		    <m:cn>0</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:ci>n</m:ci>
		      <m:cn>1</m:cn>
		    </m:apply>
		  </m:interval>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math> → Transformada Discreta de Fourier 
          </item>

          <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">
		  <m:msup>
		    <m:mi>L</m:mi>
		    <m:mn>2</m:mn>
		  </m:msup>
		</m:ci>
		<m:reals/>
	      </m:apply>
	    </m:math> → Transformada de Fourier 
          </item>

          <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">
		  <m:msup>
		    <m:mi>ℓ</m:mi>
		    <m:mn>2</m:mn>
		  </m:msup>
		</m:ci>
		<m:integers/>
	      </m:apply>
	    </m:math> → Transformada Discreta de Fourier en Tiempo
          </item>
        </list>
        Pero los cuatros están basados en el mismo principio (Espacio de Hilbert).
        <note type="Nota Importante">no todos los espacios normalizados son espacios de Hilbert</note>
        Por ejemplo: 
        <m:math>
          <m:ci>
            <m:mrow>
              <m:msup>
                <m:mi>L</m:mi>
                <m:mn>1</m:mn>
              </m:msup>
              <m:mo>(</m:mo>
              <m:mi>ℝ</m:mi>
              <m:mo>)</m:mo>
            </m:mrow>
          </m:ci>
        </m:math>,
        <m:math>
          <m:apply>
            <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	      <m:domainofapplication>
		<m:cn>1</m:cn>
	      </m:domainofapplication>
              <m:ci>f</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:int/>
	      <m:bvar><m:ci>t</m:ci></m:bvar>
	      <m:apply>
		<m:abs/>
		<m:apply>
		  <m:ci type="fn">f</m:ci>
		  <m:ci>t</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>                  
          </m:apply>
        </m:math>. trate como usted pueda, de encontrar el producto interno que induce esta norma, es decir...tal que:
        <m:math>
          <m:apply>
            <m:scalarproduct/>
              <m:ci>·</m:ci>
              <m:ci>·</m:ci>
          </m:apply>
        </m:math> such that
        <equation id="eq9">
          <m:math>
            <m:apply>
              <m:eq/>
                <m:apply>
                  <m:scalarproduct/>
                    <m:ci type="fn">f</m:ci>
                    <m:ci type="fn">f</m:ci>
                </m:apply>
                <m:apply>
                  <m:power/>
                    <m:apply>
                      <m:int/>
                        <m:bvar><m:ci>t</m:ci></m:bvar>
                        <m:apply>
                          <m:power/>
                            <m:apply>
                              <m:abs/>
                                <m:apply>
                                  <m:ci type="fn">f</m:ci>
                                  <m:ci>t</m:ci>
                                </m:apply>
                            </m:apply>
                            <m:cn>2</m:cn>
                        </m:apply>
                    </m:apply>
                    <m:cn>2</m:cn>
                </m:apply>
                <m:apply>
                  <m:power/>
	    <m:apply>
	      <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	      <m:domainofapplication>
		<m:cn>1</m:cn>
	      </m:domainofapplication>
              <m:ci>f</m:ci>
	    </m:apply>
                    <m:cn>2</m:cn>
                </m:apply>
            </m:apply>
          </m:math>
        </equation>
        De echo, para todo el  espacio 
        <m:math>
    <m:apply>
          <m:ci type="fn">
              <m:msup>
                <m:mi>L</m:mi>
                <m:mi>p</m:mi>
              </m:msup>
          </m:ci>
      <m:reals/>
    </m:apply>
        </m:math>
        , 
        <m:math>
    <m:apply>
          <m:ci type="fn">
              <m:msup>
                <m:mi>L</m:mi>
                <m:mn>2</m:mn>
              </m:msup>
          </m:ci>
      <m:reals/>
    </m:apply>
        </m:math>
        es el <emphasis>único</emphasis> que es un espacio de Hilbert.
      </para>

      <figure id="fig2">
	<media type="image/png" src="fig3.png"/>
</figure>

      <para id="fin">
	Los espacios de Hilbert son en gran medida los más agradables, si se usa o estudia la 
	<cnxn document="m12928" strength="8">expansión de bases ortonormales </cnxn> entonces usted empezara a ver por que esto es cierto.
      </para>


    </section>

  </content>
  
</document>
