应用数学中的泛函分析

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出版者:科学出版社
作者:蹇人宜
出品人:
页数:435
译者:
出版时间:2013-7
价格:118.00元
装帧:平装
isbn号码:9787030381149
丛书系列:
图书标签:
  • 泛函分析
  • 泛函分析5
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  • 数值分析
  • 优化理论
  • 变分法
  • 函数空间
  • 无穷维空间
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具体描述

《应用数学中的泛函分析》主要介绍泛函分析在数学中的应用,分为两大部分,第1~4章取材较为广泛,介绍应用数学研究中常用到的泛函分析的基本概念、基本定理和基本方法,并强调它们在相应领域中更为简便的形式。第5~8章简要地介绍泛函分析在应用数学的若干分支——数值分析、微分方程、小波分析、凸分析与最优化方法和随机过程等上的应用,《应用数学中的泛函分析》着重泛函分析思想的具体实现,不在细节上做过多的讨论。

《应用数学中的泛函分析》可作为从事应用数学研究的研究生及数学工作者的泛函分析工具书,也可作为从事基础数学(非泛函分析方向)研究的研究生及数学工作者的参考资料,部分内容亦可作为数学类高年级本科生的选学材料。

《数学的深邃之镜:勾勒抽象之美与万象之理》 这是一本致力于探索数学世界中那些超越具象、直击本质的抽象结构的著作。它将带领读者穿越纷繁复杂的具体问题,抵达逻辑严谨、结构精巧的理论高地,揭示隐藏在各种数学现象背后的普适性规律。本书的目标并非罗列具体的数学分支及其应用,而是着眼于数学思维本身的演进、抽象概念的诞生及其相互关联的壮丽图景。 全书的笔触将围绕“结构”、“映射”、“空间”这三个核心概念展开,并辅以“度量”、“收敛”、“极限”等关键的分析工具,编织出一幅宏大的数学理论网络。读者将得以一窥,数学家们如何从具体的数量、图形、方程等有限的观察出发,逐步提炼出更为一般化的概念,并在此基础上构建出无比强大的抽象理论框架。 首先,本书将深入剖析“结构”的意义。在这里,“结构”并非指物理上的形态,而是指对象内部的组织方式、元素之间的关系以及遵循的规则。我们将探讨代数结构,例如群、环、域,理解它们如何刻画对称性、运算规律以及数的构成。接着,目光将转向序结构,了解集合中元素之间的“大于”、“小于”等关系如何定义有序性。本书会着重阐述,一旦把握了对象的内在结构,我们就能极大地简化对该对象的理解,并将其推广到更广泛的领域。 随后,本书将聚焦于“映射”,即不同数学结构或空间之间的“桥梁”。我们将学习如何描述和理解这些映射的性质,例如它们是否保持结构不变(同态),是否是一一对应的(同构),以及它们如何传递信息。本书将强调,映射是连接不同数学领域的关键,也是研究复杂系统的重要工具。通过研究映射的性质,我们可以将一个已知结构的问题转化为另一个结构下的问题来解决,从而获得新的洞见。 “空间”的概念将在书中占据核心地位。这里所说的空间,远不止是我们日常感知的欧几里得空间。本书将引领读者进入抽象的函数空间、向量空间、拓扑空间等,理解这些空间是如何被定义、如何被度量的,以及在其中进行分析的独特方式。我们将看到,几何直觉如何在这些抽象的空间中得到升华和拓展,而许多看似无关的数学问题,在合适的空间框架下,会呈现出惊人的相似性。 为了支撑上述抽象概念的探讨,本书将不可避免地引入一系列分析性的工具。例如,“度量”的概念将帮助我们量化空间中点与点之间的“距离”,从而定义收敛性、连续性等重要性质。“收敛”和“极限”则是理解无穷过程的关键,它们支撑着微积分的基石,也是分析学中处理无限集合和函数行为的利器。本书将以一种非技术性的、概念性的方式,阐释这些分析工具的深刻含义,而非沉溺于繁琐的计算。 本书的写作风格将力求清晰、启发,避免不必要的术语堆砌。每一章节都将围绕一个核心的数学思想展开,并通过精炼的论述和恰当的比喻,帮助读者建立直观的理解。书中将穿插一些历史性的思考,例如某些抽象概念是如何在解决具体问题时应运而生的,数学家们是如何一步步突破思维的藩篱,最终形成今日的数学体系。 尽管本书不涉及具体的应用案例,但其内容将为读者提供一种全新的视角来审视和理解那些数学原理的“幕后故事”。它旨在培养读者对数学抽象之美的欣赏能力,提升数学思维的严谨性和灵活性,为读者将来深入研究任何需要数学工具的领域打下坚实的理论基础。无论您是数学专业的学生,还是对科学有浓厚兴趣的探索者,本书都将是一次难忘的思想之旅。它将打开您对数学世界的全新感知,让您看到那隐藏在数字和公式背后,逻辑严密、包罗万象的抽象宇宙。

作者简介

目录信息

前言
第1章 预备知识(度量空间)
1.1 完备度量空间
1.2 紧致度量空间
1.3 习题
第2章 线性赋范空间及其上的线性算子
2.1 线性空间
2.2 线性赋范空间
2.3 连续线性算子与连续线性泛函
2.4 线性泛函分析的基本定理
2.5 与有界线性泛函相关联的若干事实
2.6 题
第3章 Hilbert空间及其上的算子的基本理论
3.1 Hilbert空间的几何
3.2 Hilbert空间上的有界线性算子
3.3 自伴算子的泛函演算
3.4 紧算子与Fredholm算子
3.5 紧自伴算子的谱定理与紧算子的奇异值分解
3.6 Sturm-Liouville理论
3.7 自伴算子的谱定理
3.8 习题
第4章 Banach空间中的微积分
4.1 Frechet导数
4.2 向量值函数的积分
4.3 Newton法
4.4 若干存在性定理
4.5 极值问题:Lagrange乘子法、变分法
4.6 题
第5章 泛函分析方法在近似分析中的应用
5.1 射影与射影法
5.2 Galerkin方法
5.3 Rayleigh-Ritz法
5.4 最速下降法
5.5 共轭方向法
5.6 Sobolev空间简介
5.7 椭圆边值问题的有限元算法
5.8 习题
第6章 算子半群的理论及应用初步
6.1 关于闭算子的若干基本事实
6.2 Co-半群、Hille-Yosida定理
6.3 Hille-Yosida定理的推广与变形
6.4 伴随半群、酉群、Stone定理
6.5 解析半群
6.6 扰动与逼近
6.7 半群理论的应用一:线性Cauchy问题
6.8 半群理论的应用二:抽象线性控制系统的能控性和能观测性
6.9 半群理论的应用三:Feller-Markov过程
6.10 习题
第7章 小波与框架
7.1 抽象Hilbert空间上的正交小波
7.2 L2(R)上的正交小波
7.3 具有紧支集的小波
7.4 小波变换
7.5 Hilbert空间中的非正交基
7.6 Hilbert空间中的框架及其基本性质
7.7 抽象的框架多分辨分析
7.8 L2(R)中的Weyl-Heisenberg框架
7.9 习题
第8章 初等凸分析与度量博弈论
8.1 凸函数及其连续性
8.2 凸函数的可微性
8.3 Fenchel定理
8.4 度量博弈论的基础工具:单位分划
8.5 二人零和博弈、von Neumann定理、樊畿定理
8.6 保守策略的存在性
8.7 已知最优决策法时的博弈值
8.8 n-人博弈值的非合作均衡、Valras均衡
8.9 习题
参考文献
索引
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我购买这本书主要是为了补充我在应用侧的理论短板,希望能将学习的数学理论与我日常接触的优化问题和信号处理模型更好地结合起来。这本书在理论的严谨性上无可指摘,但令我感到惊喜的是,它在某些章节中巧妙地引入了应用背景,尽管篇幅不长,但点到为止,成功地搭建了理论与实践之间的桥梁。比如,对紧算子的介绍,虽然证明过程一丝不苟,但作者随后提及了在无穷维系统中,紧算子如何帮助我们将复杂问题转化为有限维问题进行求解,这对于工程应用人员来说,是非常宝贵的思维启发。我个人认为,这本书的价值在于,它让你在掌握纯粹数学工具的同时,不会忘记这些工具的“功用”。唯一的遗憾是,如果能有更多针对现代计算数学或数据科学中泛函分析应用的案例分析,或许会让这本书的实用价值更上一层楼。但即便如此,它为我打下的扎实基础,已然是无价之宝。

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这本书的阅读体验可谓是“痛并快乐着”。从内容深度上来说,它无疑是顶级的,覆盖了泛函分析中诸多核心且前沿的领域,对于研究生阶段的研究工作来说,提供了必要的理论支撑。但是,我们必须承认,这样的专业书籍对读者的要求是很高的。我发现自己需要频繁地查阅前置知识,比如扎实的实变函数和拓扑学基础,否则很容易在阅读过程中迷失方向。尤其是在涉及到勒贝格积分的推广和希尔伯特空间上的谱理论时,思维的跨度非常大,需要读者有很强的抽象概括能力。不过,一旦攻克了某个难点,那种豁然开朗的感觉是其他任何学习经历都无法比拟的。作者的叙述风格非常凝练,有时甚至显得有些“惜墨如金”,这既是优点(信息密度高),也是缺点(留给读者的想象和推理空间过大)。对于那些已经具备一定数学训练,渴望站在更高平台审视问题的读者来说,这本书是极佳的选择。

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这本书的封面设计简洁大气,很有学术气息,拿在手里分量十足,让人感觉内容肯定扎实。我当初是抱着学习高级数学工具的想法买的,希望能更好地理解物理、工程学中的一些复杂问题。书中的文字排版清晰,公式推导过程详细而严谨,这一点非常重要,对于自学者来说,能够清晰地跟上作者的思路至关重要。不过,对于初学者来说,可能需要一定的基础知识储备,有些地方的跳跃性稍微有点大,需要反复琢磨才能完全领会其精髓。我特别欣赏作者在引入新概念时,总是先给出直观的解释,然后再进行严格的数学定义,这种循序渐进的方式大大降低了学习的门槛。例如,在处理无限维空间上的线性算子时,作者没有直接堆砌复杂的定理,而是先从有限维空间的相似概念类比入手,让人很容易建立起直观认识。当然,作为一本深入探讨数学分支的书籍,它必然涉及大量的抽象概念,阅读过程需要高度的专注力和耐心。总的来说,这本书为希望深入研究高等数学分析工具的读者提供了一个坚实可靠的平台,值得反复研读。

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初次翻阅此书时,我主要被它宏大的体系结构所吸引。作者显然在组织内容时下了大功夫,力求构建一个逻辑自洽、层层递进的知识网络。不同于某些教材只是简单罗列定理和证明,这本书更侧重于“为什么”和“如何应用”。它似乎在引导读者去思考泛函分析这些工具在解决实际数学难题时扮演的核心角色。我印象最深的是关于算子理论的章节,作者没有仅仅停留在理论证明上,而是穿插了一些非常精妙的例子,比如如何用巴拿赫不动点定理来证明微分方程解的存在性。这些实例极大地增强了抽象概念的可操作性,让枯燥的理论瞬间鲜活起来。当然,书中的习题部分也极具挑战性,很多题目不仅仅是计算,更考验对概念的理解深度和灵活运用能力,这对我拓宽解题思路帮助很大。阅读这本书的过程,更像是一场与数学家思维方式的深度对话,它要求你不仅要会“做”,更要会“想”。

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这本书的装帧质量和纸张选择体现了出版方对学术著作的尊重,耐翻阅,不易疲劳。内容上,作者对基本概念的引入和处理方式,体现了一种深厚的学术功底和清晰的教学理念。我特别欣赏作者在处理某些证明时,会列出多种可能的证明路径,并分析它们的优劣,这极大地丰富了读者的数学视野,避免了“一招鲜吃遍天”的局限性。这种细致入微的处理,让读者不仅学会了证明本身,更重要的是理解了数学家是如何思考和选择最佳论证方法的。对我而言,这本书更像是一本参考手册和思想启发录的结合体。每当我遇到复杂的积分方程或变分问题时,回归到这本书中,总能找到最本质、最简洁的理论框架来指导分析。它不像快速入门教材那样追求速度,而是注重深度和广度,真正地在数学的“深水区”构建起稳固的知识体系。

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