Ten Mathematical Essays on Approximation in Analysis and Topology

Ten Mathematical Essays on Approximation in Analysis and Topology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Elsevier Science Ltd
作者:Ferrera, J. (EDT)/ Lopez-Gomez, J. (EDT)/ Ruiz Del Portal, F. R. (EDT)
出品人:
页数:270
译者:
出版时间:2005-6
价格:$ 231.65
装帧:HRD
isbn号码:9780444518613
丛书系列:
图书标签:
  • 数学分析
  • 近似论
  • 拓扑学
  • 数值分析
  • 泛函分析
  • 实分析
  • 函数逼近
  • 测度论
  • 微分方程
  • 优化理论
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具体描述

This book collects 10 mathematical essays on approximation in Analysis and Topology by some of the most influential mathematicians of the last third of the 20th Century. Besides the papers contain the very ultimate results in each of their respective fields, many of them also include a series of historical remarks about the state of mathematics at the time they found their most celebrated results, as well as some of their personal circumstances originating them, which makes particularly attractive the book for all scientist interested in these fields, from beginners to experts. These gem pieces of mathematical intra-history should delight to many forthcoming generations of mathematicians, who will enjoy some of the most fruitful mathematics of the last third of 20th century presented by their own authors. This book covers a wide range of new mathematical results. Among them are, the most advanced characterisations of very weak versions of the classical maximum principle, the very last results on global bifurcation theory, algebraic multiplicities, general dependencies of solutions of boundary value problems with respect to variations of the underlying domains, the deepest available results in rapid monotone schemes applied to the resolution of non-linear boundary value problems, the intra-history of the genesis of the first general global continuation results in the context of periodic solutions of nonlinear periodic systems, as well as the genesis of the coincidence degree, some novel applications of the topological degree for ascertaining the stability of the periodic solutions of some classical families of periodic second order equations, the resolution of a number of conjectures related to some very celebrated approximation problems in topology and inverse problems, as well as a number of applications to engineering. It also includes an extremely sharp discussion of the problem of approximating topological spaces by polyhedra using various techniques based on inverse systems, as well as homotopy expansions, and the Bishop-Phelps theorem. It contains a number of seminal contributions by some of the most world leading mathematicians of the second half of the 20th Century. The papers cover a complete range of topics, from the intra-history of the involved mathematics to the very last developments in Differential Equations, Inverse Problems, Analysis, Nonlinear Analysis and Topology. All contributed papers are self-contained works containing rather complete list of references on each of the subjects covered. The book contains some of the very last findings concerning the maximum principle, the theory of monotone schemes in nonlinear problems, the theory of algebraic multiplicities, global bifurcation theory, dynamics of periodic equations and systems, inverse problems and approximation in topology. The papers are extremely well written and directed to a wide audience, from beginners to experts. An excellent occasion to become engaged with some of the most fruitful mathematics developed during the last decades.

深入解析:数学分析与拓扑学中的数学结构与应用 书名:【此为虚构书名,以满足您的要求,不含原书内容】《论数学结构的普适性与精确性:基于现代分析与拓扑学的探索》 --- 导言:跨越边界的数学统一性 本书旨在为高等数学研究者、数学物理学家以及对抽象结构有浓厚兴趣的专业人士,提供一部兼具深度与广度的学术专著。我们聚焦于现代数学的两大核心支柱——数学分析与代数拓扑——如何交汇、融合,并共同构筑起我们理解连续性、极限、形变与不变量的理论框架。 本书的核心论点在于:数学结构(无论是度量、拓扑空间还是函数空间)的内在一致性,是连接微积分的精确性与几何学的直观性的关键桥梁。我们摒弃了传统教科书的机械性罗列,转而采用一种叙事性的、问题驱动的结构,引导读者深入探索那些定义了现代数学精确性的深刻概念。 全书共分六个主要部分,每个部分都围绕一个核心数学范式展开,并通过严谨的证明和丰富的应用案例进行支撑。 --- 第一部分:泛函分析的基石与算子的理论 本部分集中探讨无限维空间中的分析工具,这是连接有限维线性代数与实际分析问题的桥梁。 第一章:拓扑向量空间与拓扑结构的选择 我们将从拓扑向量空间的定义出发,详细比较赋范空间、内积空间(希尔伯特空间)与局部凸空间(巴拿赫空间)的内在区别及其对收敛性的影响。重点探讨Hahn-Banach定理在构造泛函和理解对偶空间中的关键作用。分析了在不同拓扑下,开集、闭集、紧集的定义及其对Baire范畴定理的依赖性。 第二章:线性算子的谱理论与函数演算 谱理论是理解线性算子的核心。我们详尽讨论了有界线性算子的谱的定义、性质及其与算子模的关系。书中对紧算子的谱性质进行了深入研究,随后过渡到非自伴算子的谱分解问题。专门开辟一节讨论冯·诺依曼代数(作为算子代数理论的延伸)在量子力学表示理论中的初步应用,重点关注谱定理的函数演算形式,展示了如何将实数函数推广到算子函数。 第三章:变分法与优化理论的基础 本章探讨在无穷维空间中寻找极值的数学方法。我们引入了Fréchet导数和Gateaux导数,并详细分析了拉格朗日乘数法在泛函空间中的推广(即拉格朗日泛函)。重点讨论了Sobolev空间作为解决偏微分方程变分形式的合适框架,强调了其与标准Lp空间的拓扑差异。 --- 第二部分:度量空间与几何的内在度量 本部分重返基础,但以现代拓扑学的视角重新审视度量和距离的概念,强调“内在”几何的构建。 第四章:完备性、紧性和不动点定理 从完备度量空间的完备化过程(如构建实数集)开始,引出Baire范畴定理在函数空间中的应用。对紧性的拓扑定义(点紧集)和度量空间的定义(可微紧集)进行了严格区分和联系。重点剖析Banach不动点定理的普适性,并将其推广到更一般的度量空间上的非扩张映射,讨论其在迭代过程收敛性中的关键地位。 第五章:测度论的分析基础 本章详述了勒贝格测度的构造过程,从外测度到$sigma$-代数,再到可测函数的积分理论。深入探讨Fubini定理和Tonelli定理在多重积分中的应用,特别是当积分次序互换带来的分析挑战。讨论 Radon-Nikodym定理在概率论和条件期望中的重要性。 --- 第三部分:微分拓扑的入门与光滑结构 本部分转向几何的语言,探讨如何用拓扑工具来处理光滑函数的概念。 第六章:流形的基础概念与切空间 介绍拓扑流形的定义及其局部欧几里得性质。重点讨论光滑流形的构造,即选择合适的图集和转移映射。详细阐述切空间的定义——作为局部线性化的精确体现,并将其与导数的概念联系起来。 第七章:张量场与微分形式 本章引入更高维度的几何对象。张量场被视为在不同切空间上的线性映射的集合。重点深入研究微分形式($omega^k$)作为共变向量场的积分工具,并严格推导外导数($d$)的性质,特别是其满足$d^2 = 0$这一深刻的代数拓扑事实。 --- 第四部分:代数拓扑的入门:不变量的提取 本部分是连接分析的连续性与代数分离性的关键,关注如何使用代数工具来区分拓扑空间。 第八章:同伦与基本群 从连续形变的概念出发,定义同伦。基本群 ($pi_1(X, x_0)$) 被构造为环路的等价类,并严格证明其在拓扑同构下的不变性。通过计算圆周 ($S^1$) 和环面 ($T^2$) 的基本群,展示其区分非同胚空间的能力。 第九章:同调理论的构建(奇异同调) 本章引入奇异同链群的构造,从单纯形(Simplex)开始,构建链复形。详细解释边界算子 ($partial$) 和微分算子 ($d$) 的作用,并展示如何通过边缘算子来定义同调群 ($H_n(X)$)。特别强调Mayer-Vietoris序列在计算复杂空间同调群时的强大威力。 --- 第五部分:分析与拓扑的深度交汇 本部分展示分析工具如何服务于拓扑不变量的证明,以及拓扑结构如何影响分析算子。 第十章:Hodge理论的先驱:de Rham上同调 这是分析与拓扑交汇的典范。我们展示了de Rham上同调(基于微分形式的代数结构)如何与奇异上同调(基于拓扑结构)通过de Rham同构定理精确地联系起来。该定理的核心是Hodge分解的初步思想,展示了微分算子(如拉普拉斯算子)在确定拓扑信息中的核心作用。 第十一章:紧黎曼流形上的算子谱 本章将第一部分与第七部分结合。在光滑流形上引入黎曼度量,从而定义拉普拉斯-贝尔特拉米算子 ($Delta$)。重点分析该算子在紧致流形上的性质:自伴随性、谱的离散性以及谱点与流形几何拓扑特征(如特征值与体积、曲率的关系)之间的联系。 --- 结论:现代数学研究的前沿展望 本书最后总结了这些工具在当代数学物理,如可积系统、规范场论中的初步应用,并对K-理论和非交换几何这些更高级的结构做了展望,引导读者认识到分析与拓扑的统一性是未来数学发展的永恒主题。 本书的叙事结构确保了从基础的收敛性概念到复杂的代数不变量,每一层理论的建立都基于前一层的严格验证,为读者构建了一个坚实而统一的现代数学图景。

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