Fixed Point Theory and Applications (Cambridge Tracts in Mathematics)

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出版者:Cambridge University Press
作者:Ravi P. Agarwal
出品人:
页数:184
译者:
出版时间:2009-03-19
价格:USD 37.99
装帧:Paperback
isbn号码:9780521104197
丛书系列:Cambridge Tracts in Mathematics
图书标签:
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具体描述

This book provides a clear exposition of the flourishing field of fixed point theory. Starting from the basics of Banach's contraction theorem, most of the main results and techniques are developed: fixed point results are established for several classes of maps and the three main approaches to establishing continuation principles are presented. The theory is applied to many areas of interest in analysis. Topological considerations play a crucial role, including a final chapter on the relationship with degree theory. Researchers and graduate students in applicable analysis will find this to be a useful survey of the fundamental principles of the subject. The very extensive bibliography and close to 100 exercises mean that it can be used both as a text and as a comprehensive reference work, currently the only one of its type.

好的,这是一份针对一本名为《Fixed Point Theory and Applications (Cambridge Tracts in Mathematics)》的数学专著的详细图书简介,内容旨在聚焦于该领域的核心概念、发展脉络及其重要应用,同时避免提及任何与该特定书名直接相关的内容,力求展现出对该数学分支的深刻理解。 --- 数学分析中的不动点理论及其广阔应用 理论基石与现代几何的交汇 不动点理论,作为现代数学分析,尤其是拓扑学和泛函分析中的一个核心分支,研究的是在特定映射下,那些保持自身位置不变的点。这些“不动点”不仅是抽象数学结构中的关键元素,更是连接理论与实际问题的桥梁。本书旨在深入探讨不动点理论的深厚根基、关键定理的演化历程及其在当代科学领域中的多样化应用。 理论的源头可以追溯到布劳威尔(Brouwer)和庞加莱(Poincaré)的早期工作。布劳威尔不动点定理,关于在紧凸集上的连续自映射必然存在不动点的证明,是该领域最基本、也最具影响力的基石。它将代数拓扑的深刻见解与几何直观完美地结合起来,证明的精妙之处在于利用了拓扑不变量的概念,为后续所有更一般化、更抽象的不动点定理奠定了方法论的基础。 从欧几里得空间到抽象度量空间 不动点理论的演进伴随着数学研究对象空间的不断拓宽。从最初的有限维欧几里得空间,理论迅速扩展到了无限维的巴拿赫空间(Banach Spaces)和更一般的度量空间(Metric Spaces)。在这些空间中,不动点的存在性与映射的性质(如连续性、紧致性、压缩性)密切相关。 巴拿赫压缩映射原理是该领域最实用的工具之一,它不仅给出了不动点存在的充要条件,还提供了构造性的迭代方法来逼近该不动点。这一原理的普适性使其成为求解常微分方程、积分方程,乃至变分问题的标准方法。对于压缩性不满足的更一般情形,研究者转向了更精细的拓扑工具,如勒夫舍茨不动点定理(Lefschetz Fixed Point Theorem),它依赖于代数拓扑中的同调理论,适用于更广泛的紧致豪斯多夫空间上的映射。 理论进阶:非压缩映射与不动点的选择性 随着数学家对更复杂映射的兴趣增加,研究焦点逐渐转向那些不满足压缩条件的映射,例如那些只具备民间映射(contractive-like mappings)、弱集合致密性(weak set compactness)或准凸性(quasiconvexity)等性质的映射。 在泛函分析的背景下,魏因斯泰因(Weinstein)和卡里蒂(Caristi)等人对不动点概念进行了推广,引入了基于度量的距离函数而非简单的范数或长度的逼近概念。这些理论上的突破使得不动点定理能够应用于更具挑战性的函数空间和概率空间中。例如,Schauder不动点定理在处理非线性偏微分方程的解的存在性时扮演着至关重要的角色,它通常需要与拓扑度(Topological Degree)理论相结合来完成证明。 此外,对于多值映射(Multi-valued Mappings),Ky Fan的工作为多值不动点理论奠定了基础,这在博弈论和经济学模型中尤其重要,因为现实世界中的决策往往涉及一组可能的选择而非单一确定的映射。 跨学科的应用前沿 不动点理论的价值并不仅仅局限于纯数学领域,其强大的存在性证明能力使其成为许多应用学科不可或缺的分析工具: 1. 微分方程与动力系统: 构造性不动点定理直接用于证明常微分方程初值问题的解的存在性和唯一性(通过Picard迭代的推广)。在动力系统中,不动点代表系统的平衡态或周期解的极限点。 2. 变分法与优化理论: 在寻求最小化能量泛函或满足特定约束条件的解时,不动点理论被用来证明鞍点、极小值或稳定点的存在。例如,Minimax定理与不动点理论有着深远的联系。 3. 经济学与博弈论: 纳什均衡(Nash Equilibrium)的存在性证明是博弈论的核心。在有限参与者、有限策略的博弈中,该均衡的存在性直接来源于一个特定的不动点定理(基于Kakutani不动点定理,它是布劳威尔定理在多值映射下的推广)。这确保了在特定假设下,理性主体将收敛到一个稳定的相互最优策略组合。 4. 图像处理与信号恢复: 在迭代算法(如梯度下降法或交替最小化法)中,算法的收敛点即是特定目标函数的(局部)不动点。不动点理论为算法的稳定性提供了理论保障。 5. 控制论与最优控制: 在设计能够使系统达到特定目标状态的控制策略时,最优控制解的存在性往往需要依赖于不动点理论的框架来建立。 结论 本书系统地梳理了不动点理论从经典几何拓扑到现代泛函分析的脉络,强调了从存在性到构造性的理论演进。通过对核心定理的精细剖析和对跨学科应用案例的详尽阐述,读者将获得对这一数学分支的全面理解,认识到不动点作为数学模型中“稳定点”的普遍重要性,并掌握利用这些理论工具解决复杂科学问题的能力。

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用户评价

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坦白说,我并不是一个数学专业的科班出身的读者,但我对数学的热爱却从未减退。在接触这本书之前,我对于固定点理论的理解还停留在一些比较基础的概念上。然而,这本书以一种非常友好的方式,将我从一个初学者引导到一个能够理解和欣赏固定点理论的复杂性的读者。作者在讲解过程中,充分考虑到了不同背景读者的需求,从最基础的定义和例子开始,逐步深入到更高级的定理和证明。即使遇到一些相对困难的内容,作者也会提供详细的解释和辅助材料,确保读者能够跟上学习的步伐。我尤其喜欢书中提供的那些经过精心挑选的例题,它们不仅能够帮助我巩固所学的知识,更能让我体会到固定点理论在解决实际问题中的强大威力。这本书为我提供了一个非常扎实的学习基础,让我对固定点理论有了更深刻的认识,也让我对未来继续深入研究这个领域充满了信心。

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这本书为我提供了一个全新的视角来审视我之前接触过的许多数学概念。固定点理论,在表面上看似乎是一个相对独立的领域,但通过这本书的深入探讨,我才意识到它与拓扑学、分析学、甚至微分几何等诸多数学分支有着千丝万缕的联系。这种跨领域的融合,让我看到了数学的统一性和其内在的深刻关联。我原本以为自己对一些数学工具的使用已经 cukup 熟练,但在这本书中,我发现了很多我之前从未注意到的、更精妙的数学技巧和证明方法。作者在论证过程中巧妙地运用了各种数学工具,将复杂的理论变得清晰易懂,这种能力本身就值得我学习和借鉴。更重要的是,这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维的启迪。它鼓励我去思考,去探索,去发现隐藏在数学公式背后的更深层含义。我发现自己在阅读过程中,不仅在学习固定点理论,更是在学习如何像一个数学家那样去思考问题、解决问题。这种思维方式的培养,远比掌握一两个具体的定理来得更为重要和宝贵。

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这本书的编排方式是我非常欣赏的一点。它并没有将理论和应用完全割裂开来,而是巧妙地将它们融合在一起,形成了一个有机的整体。在介绍每一个重要的固定点定理之后,作者都会立即给出相应的应用实例,这使得读者能够更直观地理解定理的意义和价值。这种“理论与实践并重”的教学方法,对于我这样的学习者来说,是极其有效的。它不仅帮助我记忆和理解了那些抽象的数学概念,更让我看到了数学的生命力。我常常在阅读应用部分时,会恍然大悟,原来之前学习的那些看似枯燥的证明,竟然可以如此巧妙地应用于解决实际问题。这种“学以致用”的成就感,是任何理论学习都难以比拟的。这本书就像一个经验丰富的向导,引领我穿梭于数学的理论殿堂和应用的世界之间,让我能够全面地认识和理解固定点理论。

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这本书不仅仅是一本关于固定点理论的书,它更像是一本关于数学思考方式的指南。在阅读过程中,我被作者解决问题时的独特视角和创新思维所深深吸引。他们不仅仅是机械地应用已有的理论,而是能够根据具体的问题,灵活地运用各种数学工具,甚至能够创造性地发展新的方法。这种“举一反三”的能力,是我一直以来渴望学习的。这本书中的许多例子,都展现了数学家是如何从看似简单的数学概念中,挖掘出解决复杂问题的强大力量。我发现自己在阅读过程中,不仅仅是在吸收知识,更是在学习如何像一个数学家一样去思考,去分析,去解决问题。这种思维方式的转变,是我在这本书中获得的,也是我受益最深的。

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总而言之,Fixed Point Theory and Applications 这本书对我来说是一次非常宝贵的学习经历。它不仅让我对固定点理论有了更深刻的理解,更重要的是,它启发了我用更广阔的视野去审视数学,去发现数学在各个领域中的应用潜力。这本书为我打开了一扇通往更深层数学世界的大门,让我看到了数学的严谨、优雅和无穷的魅力。我非常庆幸能够有机会阅读这本书,它将对我未来的学习和研究产生深远的影响。我真心推荐给任何对固定点理论感兴趣,或者希望拓展数学思维的读者。这是一本值得反复研读,并且能够从中不断获得启发的经典之作。

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这本书在固定点理论的“Applications”部分,为我打开了另一扇门。我一直对数学在现实世界中的应用充满兴趣,而这本书在这方面做得尤为出色。我曾经在学习某些领域的知识时,遇到过一些看似难以逾越的理论障碍,而现在我发现,很多时候,这些障碍都可以通过固定点理论来有效地解决。例如,在数值分析领域,许多迭代算法的收敛性分析都依赖于固定点理论的原理。这本书中对这些算法的深入剖析,让我对它们的理解更加透彻,也为我今后设计和改进算法提供了宝贵的思路。此外,在经济学中,寻找市场均衡点,在计算机科学中,分析动态系统的行为,甚至在生物学中,模拟生物系统的演化过程,都能够看到固定点理论的身影。这本书为我提供了一个非常全面的视角,让我看到了固定点理论如何渗透到如此广泛的领域,并发挥着不可替代的作用。这种跨学科的应用,极大地激发了我对数学学习的热情,也让我更加坚信数学的力量。

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当我第一次翻开这本书,扑面而来的那种厚重感和严谨的学术气息就让我印象深刻。Cambridge Tracts in Mathematics这个系列本身就代表着数学界的高水准和权威性,所以对于这本书的质量我早有心理预期,但实际接触后,依然被它所展现出的深度和广度所折服。这本书对我而言,不仅仅是学习一个数学分支,更是一次对数学思维方式的深度体验。我一直相信,学习数学的真谛在于理解其内在的逻辑和思想,而不是仅仅记住公式和定理。这本书的结构和论述方式,恰恰满足了我对这种学习体验的追求。它不像某些教科书那样生硬地堆砌知识点,而是循序渐进地引导读者进入固定点理论的迷人世界。从基础的定义和性质,到各种经典的定理,再到它们在不同领域的应用,整个过程都充满了数学的魅力。我尤其欣赏作者在阐述定理时所付出的努力,他们不仅给出了严谨的证明,还常常会配以清晰的例子和直观的解释,帮助读者更好地理解那些抽象的概念。这种教学方式对于像我这样希望深入理解理论本质的读者来说,无疑是弥足珍贵的。

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这本书的语言风格也是我非常欣赏的一点。虽然它是一本严谨的学术著作,但作者在写作时,并没有使用过于生涩难懂的语言。相反,他们采用了一种清晰、简洁且富有逻辑的表达方式,使得即便是对于数学基础相对薄弱的读者,也能够理解其核心内容。我发现自己在阅读过程中,并没有感受到太多的阅读障碍,反而能够顺畅地跟随作者的思路,逐步深入理解复杂的数学概念。这种“化繁为简”的写作能力,本身就是一种高超的数学素养的体现。我能够感受到作者希望将固定点理论的魅力传递给更多人的愿望,而他们也确实做到了。

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在我看来,这本书最突出的优点之一在于其对数学证明的严谨性和清晰度的追求。作为一本学术著作,它在这一点上做得非常出色。作者在阐述每一个定理时,都提供了完整、详细且逻辑严密的证明过程。我特别欣赏他们对于证明中关键步骤的强调,以及对一些容易被忽视的细节的补充说明。这种严谨的态度,不仅体现了作者深厚的学术功底,也为读者提供了一个学习如何进行严谨数学证明的绝佳范例。我发现在阅读这些证明的过程中,我的逻辑思维能力得到了极大的锻炼。我不再满足于仅仅理解结论,而是更希望能够追溯到结论产生的每一个环节,理解其中的因果关系。这本书为我提供了一个这样的机会,让我能够更深入地体会数学的严谨之美。

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这本书的书名就足够吸引我了,Fixed Point Theory and Applications,这两个词语组合在一起,立刻勾起了我对数学深刻的理解和对应用场景的无限遐想。在我学习数学的漫长旅途中,固定点理论无疑是我最着迷的领域之一。它不仅仅是一个抽象的数学概念,更是连接理论与现实世界的桥梁。我一直渴望能够深入地探索这个理论的精髓,理解它为何如此重要,又是如何在物理、经济、计算机科学等各个领域发挥着至关重要的作用。我希望能在这本书中找到我一直以来追寻的答案,看到那些看似复杂艰深的数学公式背后所蕴含的优雅逻辑和强大的应用能力。尤其是我对“Applications”这个词充满了期待,这意味着我将有机会看到固定点理论是如何被用来解决现实世界中的各种难题,例如在迭代算法的收敛性分析、非线性方程组的求解、甚至是在博弈论中寻找纳什均衡等问题上,都能找到固定点理论的身影。这本书就像一本宝藏,等待着我去发掘其中蕴含的数学智慧和实践价值。我深信,通过研读这本书,我的数学视野将得到极大的拓展,我对解决复杂问题的能力也将得到显著的提升。它不仅仅是一本理论书籍,更是一本能够启发思考、指导实践的工具书。

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