实函数论

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出版者:科学出版社
作者:陈建功
出品人:
页数:479
译者:
出版时间:1958
价格:2.80
装帧:20cm
isbn号码:9780320100253
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 2008
  • 实分析
  • 函数
  • 数学分析
  • 高等数学
  • 微积分
  • 拓扑学
  • 测度论
  • 极限
  • 连续性
  • 微分
  • 积分
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具体描述

《现代函数论》 引言 数学的广袤领域中,函数扮演着至关重要的角色,它们是连接不同数学对象、描述自然现象以及构建抽象理论的桥梁。从古老的代数方程到复杂的偏微分方程,从几何的变换到统计的分布,函数无处不在,深刻地影响着我们对世界的理解。《现代函数论》旨在为读者提供一个全面且深入的函数理论视角,不仅涵盖了经典实变函数论的核心内容,更在此基础上引入了现代分析学的一些重要概念和工具,为读者在高等数学、理论物理、工程科学以及计算数学等领域的研究与应用打下坚实的基础。 本书的目标是引导读者跨越初等函数与高等函数之间的鸿沟,建立起对函数及其性质的深刻洞察。我们并非仅仅罗列定理和公式,而是力求在清晰的逻辑脉络下,展现数学家们是如何一步步探索函数的奥秘,如何构建严谨的理论体系,以及这些理论如何在不断发展的科学研究中发挥作用。阅读本书,你将有机会体验到数学的严谨之美、思想的深刻以及逻辑的魅力。 第一章:度量空间中的分析基础 在深入探讨函数之前,理解函数所处的“舞台”——空间——至关重要。本章将从度量空间这一基本而又强大的概念入手。度量空间提供了度量距离的框架,这是我们讨论收敛性、连续性和紧致性等分析概念的前提。 度量空间的定义与性质:我们首先给出度量空间的严格定义,并探讨其基本性质,如三角不等式、非负性等。通过各种具体的度量空间实例,如欧氏空间、函数空间(如 $L^p$ 空间)、巴拿赫空间、希尔伯特空间等,让读者直观感受度量空间的丰富性。 开集、闭集与紧致集:在度量空间中,开集和闭集的概念是理解拓扑性质的基础。我们将详细讨论这些集合的定义、性质以及它们之间的关系,特别是闭集是开集补集的概念。紧致集则是一个在分析中非常重要的概念,它具有“有限覆盖性质”,是许多重要定理(如连续函数的性质)成立的关键条件。我们将探讨紧致集的特征,例如在欧氏空间中,紧致集等价于闭集且有界。 收敛性与Cauchy列:数列的收敛是微积分的核心概念,在度量空间中,这一概念得到推广。我们将介绍序列在度量空间中的收敛定义,以及Cauchy列的概念。一个重要的结论是,完备度量空间中的Cauchy列必定收敛。完备性是度量空间的一个重要性质,它保证了“有足够的点”来容纳所有的收敛列,使得很多分析问题能够得到解决。 连续性:函数的连续性是描述函数“平滑”性质的基本概念。在度量空间中,我们将给出连续性的几种等价定义,包括$epsilon-delta$定义、序列定义和开集定义。这些不同的视角有助于读者从不同角度理解连续性的内涵。连续函数在度量空间中的一些重要性质,如连续函数的像集性质,也将被深入探讨。 第二章:测度与积分 积分是微积分中最核心的概念之一,它让我们能够计算面积、体积、累积量等。然而,黎曼积分在处理一些不连续函数或极限运算时存在局限性。本章将介绍更强大、更普适的勒贝格积分理论。 集合的测度:测度理论为我们提供了一种衡量集合“大小”的更精细的工具。我们将从测度的基本概念出发,介绍一些重要的测度,如勒贝格测度。我们将讨论可测集的概念,以及可测集上的测度如何定义和计算。测度的性质,如可数可加性,是其强大之处的体现。 可测函数:在测度空间上定义的函数,其“良性”性质体现在其可测性上。我们将定义可测函数,并探讨简单函数、阶梯函数等作为构建更复杂可测函数的阶梯。可测函数的定义保证了这些函数在积分意义下可以被“良好地”定义。 勒贝格积分:勒贝格积分是对黎曼积分的重大推广。我们将给出勒贝格积分的定义,并通过与黎曼积分的比较,展示勒贝格积分的优越性。勒贝格积分能够积分更广泛的函数类,并且在极限运算下具有更强的保号性。 积分的收敛定理:在处理积分与极限的关系时,几个重要的收敛定理起着关键作用。单调收敛定理、Fatou引理以及控制收敛定理,都是勒贝格积分理论的基石,它们使得我们在分析过程中能够灵活地交换积分和极限的顺序,极大地便利了数学分析的进行。 Lp空间:$L^p$空间是一类重要的函数空间,它们由满足一定积分条件的函数构成。我们将介绍$L^p$空间的定义,并探讨它们在函数论和泛函分析中的重要性。$L^p$空间是许多现代分析理论研究的天然场所。 第三章:测度空间上的可积函数与Fubini定理 在建立起测度与积分的基本框架后,本章将聚焦于测度空间上的可积函数,并深入探讨多维积分在不同积分次序下的关系。 Lp空间及其性质:本章将进一步深入研究$L^p$空间。我们将讨论$L^p$空间的完备性,即它们都是巴拿赫空间。此外,我们将介绍$L^p$空间的范数,以及它们在度量空间视角下的性质。对于$p ge 1$,$L^p$空间都是完备的。 Holder不等式与Minkowski不等式:这些不等式是$L^p$空间理论的核心,它们揭示了不同$p$值下函数积分之间的大小关系。Holder不等式是证明Minkowski不等式的基础,而Minkowski不等式则保证了$L^p$空间中的加法运算在范数下是良定义的,从而确立了$L^p$空间的向量空间结构。 乘积测度与Fubini定理:当我们在多个变量的乘积空间上进行积分时,Fubini定理提供了一种将多重积分分解为一系列单重积分的方法。我们将介绍乘积测度的构造,并详细阐述Fubini定理的两个形式(Fubini-Tonelli定理),讨论其条件和应用。Fubini定理是计算多维积分的强大工具。 第四章:函数的傅立叶分析 傅立叶分析是数学中一个极其重要且应用广泛的分支,它揭示了复杂函数如何可以分解为简单的周期函数的叠加。本章将介绍傅立叶级数和傅立叶变换,它们是分析周期函数和非周期函数的强大工具。 傅立叶级数:对于周期函数,傅立叶级数提供了一种将其表示为三角函数的无穷级数的方法。我们将介绍傅立叶级数的收敛性,包括逐点收敛、一致收敛和$L^2$收敛。Dirichlet条件是傅立叶级数收敛的一个经典充分条件。 傅立叶变换:对于非周期函数,傅立叶变换将其表示为连续的频率成分的叠加。我们将给出傅立叶变换的定义,并探讨其基本性质,如线性性、卷积定理等。傅立叶变换在信号处理、图像处理、物理学等领域有着广泛的应用。 Plancherel定理与Parseval恒等式:Plancherel定理表明,傅立叶变换在$L^2$空间上保持范数,而Parseval恒等式则揭示了函数在时域的能量与其在频域的能量之间的关系。这两个定理是傅立叶分析理论的重要组成部分。 Lp空间与傅立叶分析:本章还将探讨傅立叶变换在不同$L^p$空间上的性质,特别是$L^1$和$L^2$空间。傅立叶变换在$L^1$空间上的性质使其成为信号分析的重要工具,而其在$L^2$空间上的性质则与Plancherel定理紧密相关。 第五章:广义函数初步 在现代数学和物理学中,经常会遇到一些“函数”的推广,它们不一定满足传统函数的定义,但却在许多问题中表现出良好的性质。广义函数(或称分布)理论正是为了处理这类对象而发展起来的。 测试函数空间:广义函数的定义离不开测试函数空间。我们将介绍具有紧支撑的光滑函数空间,以及这些函数在定义广义函数时的作用。测试函数空间提供了“检验”广义函数性质的工具。 广义函数的定义与运算:广义函数被定义为线性泛函,它作用在测试函数上产生一个数值。我们将给出广义函数的定义,并讨论其基本运算,如加法、标量乘法、导数等。在广义函数框架下,很多函数的导数可以被定义,即使它们在经典意义下不可导。 常见广义函数:我们将介绍一些典型的广义函数,如狄拉克 $delta$ 函数,以及由它引出的其他广义函数。狄拉克 $delta$ 函数在物理学中有着非常重要的应用,尽管它在经典意义下不是一个函数。 收敛性与应用:广义函数的收敛性也需要特别定义。我们将讨论广义函数的弱收敛和强收敛。最后,我们将简要介绍广义函数在微分方程、量子力学等领域的应用,展示其强大的理论价值。 结论 《现代函数论》的编写旨在为读者提供一个扎实的函数理论基础,并引导读者领略现代分析学的一些核心思想和方法。通过对测度、积分、傅立叶分析以及广义函数等概念的深入探讨,本书力求展现函数在数学各个分支中的普遍性与深刻性。我们相信,通过对本书内容的学习,读者不仅能够掌握分析学的基本工具,更能培养严谨的数学思维,为未来在更广阔的数学及相关科学领域进行探索打下坚实的基础。愿本书能成为您在数学旅途中的有益伴侣。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的排版质量令人称赞,这一点在厚重的数学书籍中并不常见。字体选择清晰易读,公式的编号和引用都做得非常规范,这在需要频繁参照公式推导的章节中,极大地提高了阅读效率。特别是那些涉及复杂积分符号和希腊字母的表达式,印刷得干净利落,没有出现任何模糊或重影的情况。这表明出版方在制作过程中投入了相当的精力。此外,书后附带的习题部分,分量适中,难度梯度设置合理。从基础的计算题到需要综合运用多个定理的难题都有涵盖。不过,我注意到,大部分习题的答案和详细解题过程都没有提供,这对于自学者来说可能是一个不小的挑战。如果能有一个配套的习题解析册子,这本书的实用价值将会大大提升。对于那些习惯通过做题来检验学习效果的读者,可能需要准备额外的资源来核对自己的思路和结果。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的理论深度感到敬佩,它对一些核心概念的论证达到了教科书级别的严谨性。我特别欣赏作者在处理测度空间之间映射的性质时所展现出的细致入微的分析。作者没有回避那些技术性的细节,而是将它们坦诚地摆在了读者面前,这需要阅读者具备相当的耐心和数学成熟度。这种“毫不留情”的深度,使得这本书在理论层面上具有很高的参考价值,尤其适合作为研究生的参考书目。然而,也正因为这种深度,使得它在可读性上打了折扣。有些段落,即使是慢读也需要反复咀嚼才能完全消化,这使得整体阅读进度显得缓慢。我个人建议,如果读者是想快速入门或了解某个特定主题的概览,这本书可能不是最佳选择。它更像是一部工具箱,里面装满了制作复杂数学结构所需的所有精密零件,你需要知道如何使用每一个零件,并且有足够的耐心去组装它们,才能最终得到你想要的结果。

评分☆☆☆☆☆

我花了一些时间来研究这本书关于有界线性算子的部分,这是一个我一直感到头疼的领域。这本书在这方面的处理,可以说是中规中矩,但缺少了一些令人眼前一亮的洞察力。它详尽地列举了各种算子的性质和它们的标准证明,比如自伴算子、紧算子等等。所有的内容都遵循了标准的测度论和泛函分析的框架,没有什么出乎意料的创新。如果你是想通过这本书来系统地复习和巩固那些已经学过的标准知识点,那么它无疑是合格的工具。然而,如果你的目的是想看到对这些概念更深层次的理解或者更现代的视角,这本书可能就显得略微保守了。比如,它对希尔伯特空间中的算子谱理论的阐述,虽然完整,但似乎没有充分挖掘出其在量子力学等现代物理学中的直观意义。我更倾向于那种能够在理论框架内跳脱出来,用更广阔的视野来审视这些数学工具的著作,而这本书似乎更专注于将框架搭建得无比坚固,却不太热衷于展示框架之外的风景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当朴实,黑白相间的字体,中间印着一个抽象的几何图形,很容易让人联想到数学的严谨与抽象。从目录上看,内容覆盖了从集合论基础到泛函分析的诸多重要章节,似乎对实数系统和函数空间的处理相当深入。我原本对这个领域有些畏惧,但翻阅前几页后,发现作者的叙述方式还算平易近人,尤其是对极限和连续性的铺垫,用了不少直观的例子来帮助理解。不过,我注意到,某些证明过程的跳跃性略大,对于初学者来说,可能需要在其他参考书上多做补充。例如,在勒贝格积分的引入部分,作者直接给出了测度论的定义,并没有过多地阐述为什么需要这种新的积分方式取代黎曼积分,这使得理解的连贯性稍有欠缺。总的来说,它像一本为已经有一定数学基础的读者准备的进阶教材,目标明确,内容扎实,但对于完全的门外汉来说,可能需要更耐心的指引。书的装帧质量不错,纸张略微偏黄,长时间阅读也不会感到特别刺眼,这是值得称赞的一点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格,我个人感觉更偏向于一种古典的数学教科书的韵味,严密、逻辑清晰,几乎没有多余的“闲聊”。每一个定理的陈述都力求精确无误,推导过程如同精密的机械装置,环环相扣,不留任何可供揣测的余地。当我读到关于收敛性的讨论时,那种步步为营的感觉非常强烈,作者似乎在刻意训练读者的逻辑思维,而非仅仅是知识的灌输。这种风格的优点是显而易见的:它确保了数学概念的纯粹性和准确性。但缺点也相应地浮现出来,那就是它有时会显得有些冷峻和疏离。例如,在处理拓扑结构时,抽象的概念层出不穷,如果读者不能跟上作者的思维速度,很容易在某一个环节迷失方向,找不到“北”。我希望作者能在关键概念的引入处,能多用一些历史背景或者实际应用作为润滑剂,让这些冰冷的数学符号更具“人情味”一些。总体而言,这是一本需要全神贯注、细细品味的“硬菜”。

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