谱理论简明教程

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出版者:世界图书出版公司
作者:艾文森
出品人:
页数:135
译者:
出版时间:2010-1
价格:25.00元
装帧:
isbn号码:9787510004957
丛书系列:Graduate Texts in Mathematics
图书标签:
  • 数学
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具体描述

《谱理论简明教程(英文版)》以作者提供的具备测度论和基础泛函分析的一二年级研究生十五周课程为基础,为了计算无限维空间中特殊算子谱,特别是Hilbert空间中的算子,书中在算子理论基本问题的内容框架内讲述了现代分析的基本工具。工具众多,提供了解决超越谱计算之外问题的更加具体方法的基础,这些问题如量子物理数学基础,非交换K理论,简单C*代数的分类。目次:谱理论和Banach代数;Hilbert空间上的算子;渐进:紧扰动和Fredholm理论;方法和应用。

《谱分析导论:从傅里叶到拉普拉斯》 本书旨在为读者提供一个扎实的谱分析基础,涵盖从经典傅里叶分析到现代拉普拉斯变换及相关理论的广泛内容。全书共分十一章,循序渐进地引导读者深入理解信号、系统与数学之间的精妙联系。 第一章 绪论:信号的频率世界 本章将首先介绍信号的本质以及其在不同领域中的重要性,如通信、控制、图像处理等。我们将初步探讨信号的频谱概念,即信号可以分解为不同频率的正弦和余弦波的叠加。通过直观的例子,揭示频率域分析的强大之处,以及为何需要研究信号的谱。 第二章 傅里叶级数:周期信号的分解 本章聚焦于周期信号的傅里叶级数展开。我们将详细推导傅里叶级数的定义,包括三角形式和复指数形式,并深入讨论收敛性问题。读者将学习如何计算周期信号的傅里叶系数,以及如何利用傅里叶级数来表示和分析周期性现象。 第三章 傅里叶变换:非周期信号的延展 在周期信号的傅里叶级数分析基础上,本章将引申出傅里叶变换,用于分析非周期信号。我们将定义傅里叶变换和傅里叶逆变换,并阐述它们在时域和频域之间的桥梁作用。本章将重点介绍一些常见信号的傅里叶变换对,以及傅里叶变换的基本性质,如线性、时移、频移、卷积定理等。 第四章 离散时间傅里叶变换(DTFT):数字信号的频谱 随着数字技术的发展,离散时间信号的分析变得至关重要。本章将介绍离散时间傅里叶变换(DTFT),并分析其与连续时间傅里叶变换之间的关系。我们将探讨DTFT的性质,以及如何利用它来分析离散信号的频率特性。 第五章 离散傅里叶变换(DFT)与快速傅里叶变换(FFT):计算的突破 本章将进一步介绍离散傅里叶变换(DFT),这是在计算机上实现傅里叶分析的关键。我们将详细讲解DFT的定义和性质,并重点介绍快速傅里叶变换(FFT)算法,它极大地提高了DFT的计算效率。通过FFT,我们可以高效地处理大量的数字信号数据。 第六章 傅里叶分析在系统分析中的应用 本章将展示傅里叶分析在 LTI(线性时不变)系统分析中的强大威力。我们将引入系统的频率响应概念,并证明 LTI 系统的输出可以通过输入信号的傅里叶变换与系统频率响应的乘积来获得。这为理解系统的滤波特性和频率选择能力提供了清晰的视角。 第七章 拉普拉斯变换:从傅里叶到复频域 本章将引出拉普拉斯变换,作为傅里叶变换的推广。我们将定义单边拉普拉斯变换和双边拉普拉斯变换,并讨论其收敛域。拉普拉斯变换将信号分析扩展到了复频域,能够处理更广泛的信号类型,尤其是有界的和衰减的信号。 第八章 拉普拉斯变换的性质与逆变换 本章将详细阐述拉普拉斯变换的重要性质,如线性、时移、频移、积分、微分等。我们将学习如何利用这些性质简化复杂信号的变换计算。同时,本章将介绍拉普拉斯逆变换的方法,包括部分分式展开和留数定理,以便从复频域恢复到时域信号。 第九章 拉普拉斯变换在系统分析中的应用:传递函数 本章将深入探讨拉普拉斯变换在 LTI 系统分析中的核心应用——传递函数。我们将定义传递函数,并展示如何利用它来描述系统的动态特性,预测系统的响应,以及分析系统的稳定性。本章还将介绍利用传递函数进行系统级联和反馈分析。 第十章 Z 变换:离散时间系统的复频域分析 本章将介绍 Z 变换,它是离散时间 LTI 系统分析的有力工具,可以看作是离散时间傅里叶变换在复域上的推广。我们将定义 Z 变换和 Z 逆变换,并讨论其收敛域。Z 变换同样能够方便地分析离散系统的稳定性、频率响应以及瞬态和稳态响应。 第十一章 常用变换的比较与联系 本章将对傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换和 Z 变换进行系统的比较和总结。我们将明确它们各自的适用范围、优缺点以及它们之间的内在联系。通过对这些变换的全面理解,读者将能够根据不同的问题场景选择最合适的分析工具。 本书通过清晰的理论讲解、丰富的例题和详细的步骤演示,力求让读者不仅掌握谱分析的数学工具,更能理解其背后的物理意义和工程应用。无论您是电子工程、通信工程、自动控制、信号处理或相关领域的学生或从业者,本书都将是您探索信号与系统奥秘的得力助手。

作者简介

目录信息

PrefaceChapter 1. Spectral Theory and Banach Algebras 1.1. Origins of Spectral Theory 1.2. The Spectrum of an Operator 1.3. Banach Algebras: Examples 1.4. The Regular Representation 1.5. The General Linear Group of A 1.6. Spectrum of an Element of a Banach Algebra 1.7. Spectral Radius 1.8. Ideals and Quotients 1.9. Commutative Banach Algebras 1.10. Examples: C(X) and the Wiener Algebra 1.11. Spectral Permanence Theorem 1.12. Brief on the Analytic Functional CalculusChapter 2. Operators on Hilbert Space 2.1. Operators and Their C*-Algebras 2.2. Commutative C*-Algebras 2.3. Continuous Functions of Normal Operators 2.4. The Spectral Theorem and Diagonalization 2.5. Representations of Banach *-Algebras 2.6. Borel Functions of Normal Operators 2.7. Spectral Measures 2.8. Compact Operators 2.9. Adjoining a Unit to a C*-Algebra 2.10. Quotients of C*-AlgebrasChapter 3. Asymptotics: Compact Perturbations and Fredholm Theory 3.1. The Calkin Algebra 3.2. Riesz Theory of Compact Operators 3.3. Fredholm Operators 3.4. The Fredholm IndexChapter 4. Methods and Applications 4.1. Maximal Abelian yon Neumann Algebras 4.2. Toeplitz Matrices and Toeplitz Operators 4.3. The Toeplitz C*-Algebra 4.4. Index Theorem for Continuous Symbols 4.5. Some H2 Function Theory 4.6. Spectra of Toeplitz Operators with Continuous Symbol 4.7. States and the GNS Construction 4.8. Existence of States: The Gelfand-Naimark TheoremBibliographyIndex
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书在章节安排上展现出一种近乎完美的逻辑递进,它的结构安排体现了作者深厚的教学经验和对学科脉络的整体把握。从基础的线性空间回顾开始,到逐步深入到算子理论的初步探讨,每一步的衔接都自然流畅,没有出现那种突兀的“知识跳跃”。我尤其欣赏作者在处理某些跨领域知识时的处理方式,比如在涉及到泛函分析的一些前置概念时,他没有简单地复制粘贴其他领域的定义,而是用一种高度提炼和聚焦的方式,只保留了对当前主题最核心、最必要的元素,确保了阅读的聚焦性,避免了读者陷入冗余的背景信息中。这种精简却不失深度的处理,使得整本书的节奏感非常强,读者可以清晰地看到一条清晰的主线在不断向前延伸,最终汇聚到一个宏大的框架之下。这种结构上的严谨性,使得即便是面对高度抽象的理论,读者也能保持清晰的认知地图,知道自己正处于整个知识体系的哪个位置。

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这本书的排版和装帧设计简直是一场视觉的盛宴,每一个章节的过渡都充满了巧思,让人在阅读数学理论时也能享受到美学上的愉悦。封面采用了磨砂质感,拿在手里沉甸甸的,彰显出一种低调的专业感,内页的纸张选择也十分考究,长时间阅读下来眼睛不会感到疲劳。更令人惊喜的是,作者在内容布局上的细致考量,比如一些关键定理的推导过程,都被巧妙地放置在页面的黄金分割点,既不会打断主线叙述的流畅性,又能确保读者在需要时能迅速定位和回顾。很多理工科教材的插图往往是敷衍了事,但这里的图示却清晰明了,不仅是文字的辅助,更像是独立的艺术品,用几何图形的优雅线条完美诠释了抽象的代数概念。这本书的装帧所传达出的信息是:这不是一本可以被随意对待的参考书,它值得被珍视和反复翻阅。我甚至会花时间去欣赏那些页边距的处理,那种恰到好处的留白,为复杂的公式提供了呼吸的空间,极大地提升了阅读体验的舒适度。

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从我接触的众多学术著作来看,这本书在“跨界联结”方面做得尤为出色,它成功地打破了纯数学理论往往给人带来的封闭感。作者在阐释理论的应用价值和潜在影响时,展现出一种广阔的视野,时不时地会穿插一些简洁而有力的应用案例或历史背景介绍。比如,在讨论某个矩阵分解的性质时,作者会迅速地将其与信息论中的某种优化问题联系起来,尽管篇幅不长,但这种点拨却极大地激发了读者的好奇心和探索欲。这让我意识到,书中所学的抽象工具并非空中楼阁,而是可以用来解决现实世界中复杂问题的强大武器。这种适度的“情境化”处理,避免了将数学理论变成一潭死水的风险,让整个学习过程充满了活力和目标感。它不只是教你如何运算,更在潜移默化中培养了一种将数学语言转化为解决实际问题的思维模式,这对于任何希望在应用领域有所建树的读者来说,都是一份宝贵的财富。

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我必须说,这本书的叙述风格简直是数学写作中的一股清流,它成功地平衡了严谨性与可读性。许多经典的代数教材,为了追求极致的抽象和形式美,往往将读者远远抛在后面,阅读过程更像是在啃一块坚硬的石头。然而,这本教程却像一位经验丰富的导师,他懂得何时该引入背景知识,何时该深入细节,何时又该停下来做一个精妙的总结。作者惯用一种对话式的笔法,尤其是在引入新概念时,总能预判到读者可能产生的困惑,并提前给出富有洞察力的解释,这种对初学者心理的深刻理解,是其他许多权威教材所欠缺的。它不是那种堆砌定理和证明的工具书,而是真正致力于“传授思维”的指南。例如,在介绍某些矩阵分解的动机时,作者没有直接抛出复杂的代数定义,而是先从一个实际的几何问题入手,层层递进,直到水到渠成地引出所需的数学工具,这种“润物细无声”的教学方法,着实令人佩服。

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这本书的习题设计简直是神来之笔,它们不仅仅是用来检验知识掌握程度的“检测试题”,更是巩固和拓展理解的“微型研究项目”。不同于那些纯粹重复概念的机械练习,这里的每道习题似乎都经过了精心雕琢,往往一个看似简单的要求,背后却隐藏着对核心理论的深刻检验。我注意到,习题的难度梯度划分得极其科学,从最开始的热身性质的基础题,到穿插其中的“注”或“思考题”形式的中等难度挑战,再到最后章节中那些需要综合运用多重理论才能攻克的“压轴大题”,每一个层级都恰到好处地引导着读者的思维升级。更棒的是,某些习题的解答部分(如果书中有提供的话,我希望它有)不仅仅是给出最终答案,而是详细剖析了解决问题的不同路径和背后的思想,这远比死记硬背公式有效得多。通过解题过程,我感觉自己真正参与到了理论的构建中,而不是仅仅被动地接受信息。

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傅里叶变换其实也是一种方程的求解。常微分方程的谱理论(施图姆刘维尔理论)是算子谱理论的一个基石定理(Rayleigh 商特征值和特征函数的关系直接推广到群表示的外尔公式中)算子模去紧微扰等价于算子渐进值,紧算子是Bananch代数的双边理想,可以被有限秩算子逼近(从算子角度返回去思考抽象代数中的理想理论)线性方程的解的信息在核的维数关于解的唯一性,余核的维数测定解的存在性。Radon-Nikodym Theorem推广为关于Banach代数[;M(G);]的表示论(数学的推广设计到一个重新诠释的过程)。

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傅里叶变换其实也是一种方程的求解。常微分方程的谱理论(施图姆刘维尔理论)是算子谱理论的一个基石定理(Rayleigh 商特征值和特征函数的关系直接推广到群表示的外尔公式中)算子模去紧微扰等价于算子渐进值,紧算子是Bananch代数的双边理想,可以被有限秩算子逼近(从算子角度返回去思考抽象代数中的理想理论)线性方程的解的信息在核的维数关于解的唯一性,余核的维数测定解的存在性。Radon-Nikodym Theorem推广为关于Banach代数[;M(G);]的表示论(数学的推广设计到一个重新诠释的过程)。

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