Cometi um equivoco . Acho que podemos proceder assim :
Podemos a principio assumir que \(U\) é convexo e \(T \equiv O_{L(E,F)}\) .Para cada funcional linear \(\omega : F \longrightarrow \mathbb{R}\) dado , defina a aplicação : \(g_{\omega} : = \omega \circ f : U \subset E \longrightarrow \mathbb{R}\) . Temos assim uma função derivável definida num aberto convexo de E tomando valores em \(R\) . Aplicando o teorema do valor médio (TVM) vem que : \(g_\{\omega} (x) = \omega (f(x)) = \omega (f(a) ) , \forall x \in U\) . Como , esta igualdade vale p/ todo funcional linear , então pelo teorema de Hahn–Banach tem-se \(f(x) = f(a) \forall x \in U\) .
(P.S.: Caso \(||.||_{F}^2 : x \in F \mapsto ||x||_F^2 \in \mathbb{R}\) seja derivável ( ou restrita a U seja derivável ) , podemos definir \(\zeta : U \subset E \longrightarrow{R} , \zeta(x) := ||f(x) - f(a)||_{F}^2\) , que é derivável (pela regra da cadeia ) , e \(D\zeta(x) \equiv O_L{E, \mathbb{R})} \forall x \in U\) .Uma aplicação do TVM resulta que \(\zeta(x) = 0 , \forall x \in U\) , estabilizando \(f\) constante .
) Ainda supondo \(T \equiv O_{L(E,F)}\) , seja U aberto conexo , defina \(G:= \{ x \in U : f(x) = f(a) \} \equiv f^{-1} (f(a))\) . Temos que \(G\) é fechado e não vazio , mas também é aberto ! Pois , dado \(x \in G\) , podemos escolher \(\delta > 0\) tal que \(V := B_{\delta}^{|| . ||_{E} } (x) \subset U\) .
Como qualquer bola num espaço normado é convexa , então V é um convexo aberto em E ; logo f restrita a V é constante , donde \(f(y) = f(x) = f(a) , \forall y \in V\) o que implica que \(V \subset G\) . Portanto \(G\) é aberto como afirmado e assim , \(G = U\) .
O caso geral se reduz a este acima definindo :
\(\gamma : U \subset E \longrightarrow F , \gamma(x) := f(x) - T(x)\) .
Temos \(D\gamma(x) \equiv O_{L(E,F)} , \forall x \in U\) donde \(\gamma\) é constante .
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