王涛 实变函数报告
实变函数与泛函分析概要 第一册
实变函数与泛函分析概要第一册实变函数是研究函数随实现变量变化时行为的变化情况的概念。
它是一类非线性函数,通常以下标x来标识实变函数,以y来表示其值。
实变函数的性质有很多。
如它的值可以是数字,也可以是任意实数;实变函数连续性是其最基本的性质,某一点的变化不会影响函数的整体趋势;它还具有无穷的导数,可以从其定义域内任意点进行研究;此外,它还可以从它的定义域内构建出一个函数,从而研究它的一般性质。
实变函数在数学中有着重要的应用,可以用它们解决许多数学问题,这类问题解决要求把多元函数的解析解表示出来,而实变函数就可以实现这一要求。
此外,实变函数还可以帮助我们研究多元函数的性质,从而找出它们的变化规律,如函数的极值、极点等。
泛函分析是通过计算函数的极限和分,求解数学问题的方法。
泛函分析不同于物理学上的力学,而是以实变函数作为基础,用数学语言描述和求解问题。
它是研究函数在多个极限和分情况下变化的技术,也可以将其理解为实变函数的一般性质的研究方法。
泛函分析的重点应用是求解某一类多变量函数的平坦区域。
它可以不仅研究函数的一般性质,而且用实变函数求解具体问题,如极限情况下的最大值或最小值,把多变量函数搞清楚,研究函数在极限情况下的变化,以及数学积分的概念。
由于实变函数和泛函分析的应用,数学中的很多问题都得到了有效的解决。
它们使曲线方程、无穷级数和积分类型的问题得到有效解决,求解连续函数的最值、极值点和极点等问题也得到解决。
它们可以精确计算连续函数的实数值,为数学理论提供有力支持,从而进一步开拓了数学研究的新领域,使数学理论更完善,得到了巨大的发展。
综上所述,实变函数与泛函分析是数学中重要的研究方法,也是解决数学问题的有效工具。
它们在数学理论发展中发挥着重要的作用,为数学的发展做出了巨大贡献。
实变函数与泛函分析课件
微分学基本定理
导数的定义
介绍导数的定义及基本性质,如求导法则、高阶导数 等。
中值定理
介绍中值定理的内容及其证明方法,如拉格朗日中值 定理、柯西中值定理等。
极值定理
介绍极值定理的内容及其应用,如单调函数的极值、 最值等。
02 泛函分析
泛函分析的基本概念
投影定理:有界线性算子的投 影定理
紧算子与Fredholm算子
紧算子的定义
将紧集映射为紧集的算子
Fredholm性质
可逆、可计算、可逼近的性质
ABCD
Fredholm算子的定义
具有Fredholm性质的算子
Fredholm算子的应用
在微分方程、积分方程等领域有广泛应用
自伴算子与投影算子
自伴算子的定义
03
线性空间
01
数乘性质
02
中间元素性质
03
正交性
内积空间与Hilbert空间
内积空间的定义
1
内积空间的定义
2
正交性
3
内积空间与Hilbert空间
01
正交分解定理
02
Hilbert空间
03
Hilbert空间的定义
内积空间与Hilbert空间
正交基 Riesz表示定理
巴拿赫空间与连续线性映射
总结词:泛函分析是研究线性或非线性算子在某 种空间上的性质及其应用的学科,相关习题主要 考察学生对算子、空间及其性质的理解程度。
1. 空间上的算子与变换部分的习题主要涉及线性 算子、有界算子、紧算子等不同类型的算子的定 义、性质和计算方法,以及空间上的变换和约化 定理的应用。
实变函数论与泛函分析
实变函数论与泛函分析实变函数论与泛函分析是数学家们在研究函数分析的时候提出的一种理论模式。
实变函数论是一门理论体系,其研究的对象主要是和函数之间的关系。
泛函分析则注重对函数本身的进行分析。
实变函数论与泛函分析介绍如下:一、实变函数论1.定义实变函数论是指研究将一个变量关于另一个变量而又依赖于一个参数时函数的行为和性质的学科。
它试图分析它们之间的关系,在有限或无限的变量区间上建立关于函数的数学模型和理论,并导出用于解决数学问题的一般定理和式子。
2.应用实变函数论在各个数学学科,特别是微积分学中有着重要的地位。
在微积分中,它们被用来研究函数和变量之间的关系,帮助分析变量的变化率、局部变化规律以及参数对变量的影响等方面的数学模型,以及表示形式的分析等等。
二、泛函分析1.定义泛函分析是一门概括实变函数性质的学科。
它是研究实变函数的性质的一种新的数学方法,其研究的主要对象是函数本身的特征。
它不仅仅关注实变函数的变化规律以及参数对变量的影响,而且重视函数本身的一般特征。
2.应用泛函分析在数学中广泛应用,用它可以分析函数表示形式、函数图像、数值函数特征等,以及函数变量范围等方面的信息。
泛函分析可以快速求解实变函数存在的问题,例如函数的变换矩阵以及函数的定义域等等,并可以用来帮助分析实变函数在不同区间的特征。
它还可以帮助机器学习和统计学家们更好地探索实变函数方程的内在特征。
总之,实变函数论与泛函分析是数学家们用来研究函数的理论尝试,涉及到函数之间的关系、特征以及数学上的分析。
它们在数学学科中都具有重要的地位,为数学应用研究提供了强有力的帮助。
实变函数论泛函分析课件
02 实变函数的定义与性质
实变函数的定义
01
02
03
定义域
实变函数的定义域是实数 集的一个子集,可以是有 限或无限的。
值域
实变函数的值域是实数集 的一个子集,可以是有限 或无限的。
函数表达式
实变函数可以表示为从定 义域到值域的映射关系, 通常用符号 f(x) 表示。
实变函数的性质
单调性
如果对于任意 x1<x2,都有 f(x1)≤f(x2),则称 f(x) 在其定义
微积分的应用
介绍微积分在各个领域的应用,如物理学、工程学、经济学等。
微积分的进一步发展
介绍微积分的进一步发展,如变分法、最优控制等。
04 泛函分析的基本概念
泛函的定义与性质
定义
泛函是将函数空间的每一个元素作为自变量,其值是实数或 复数的函数。
性质
泛函是定义在函数空间上的,它具有连续性、可加性、线性 等性质。
么该空间是自完备的。
共鸣定理
在赋范线性空间中,如果存在 一个与所有单位球相交的集合,
那么该空间是自完备的。
开映射定理
如果X和Y是赋范线性空间,T 是X到Y的开映射,那么T是满
射。
闭图像定理
如果X和Y是赋范线性空间,T 是X到Y的连续线性映射,那
么T的像集是闭的。
05 泛函分析的应用领域
微分方程的求解
分析中的某些问题。
应用领域
实变函数论和泛函分析 在许多应用领域都有交 叉,如 质
线性性质
对于任意实数k和函数f,g,有 $k(f+g)=(kf)+(kg)$, $(kf)+(kg)=(k+k)(f)$。
连续性质
如果f_n(x)是函数空间中的收敛序列, 那么$f_n(x)$的极限函数也是连续的。
实变函数论课件18 Fubin定理
这时A, B 可分别表为渐缩有界开集列的极限,设An An A, Bn Bn B.
n1
n1
从而 An Bn ( An Bn ) ( An ) ( Bn ) A B.由 (2) 知诸 An Bn 为有界可测集, 所以 A B 可测, 且
n1
n1
n1
m(
A
B)
lim
n
m(
An
Bn
)
第18讲 Fubini定理
目的:掌握乘积测度的概念,熟练掌握 Fubini定理并会运用,了解Fubini定理 的证明。
重点与难点:Fubini定理及其证明。
同极限与积分交换顺序的问题一样,在数学分 析中,多元函数的重积分与累次积分何时相等, 以及累次积分的交换顺序等问题的讨论中也要对 被积函数加上较强的条件.
(ii) ( An )x ( An )x;
n1
n1
( An )x ( An )x
n1
n1
(iii) ( A \ B)x Ax \ Bx;
(iv) 当 An A 时, ( An )x Ax; 当 An A 时, ( An )x Ax.
注:若 y Y,把上面的 x 截面换成 y 截面仍然成立
6
例5:设 F1 R p , F2 Rq为闭集,G1 R p , G2 Rq为开集,则 F1 F2,G1 G2分别 为R p+q中的闭集和开集.
证明:由于G1, G2为开集,所以对z (x, y) G1 G2, U1(x, r) G1,U2 ( y, r) G2. 又显然U (z, r) U1(x, r) U2 ( y, r),从而U (z, r) G1 G2,故G1 G2为开集。 下证:F1 F2为闭集. 显然F1 F2 F1 F2。下证相反包含关系。(反证法) 设z (x, y) F1 F2,但z F1 F2,则x F1或y F2,不妨设x F1,
《实变函数论》范文
《实变函数论》范文《实变函数论》是数学分析的重要领域之一,主要研究实变函数的性质和性质之间的相互关系。
实变函数是自变量和函数值都是实数的函数,是数学中的基础概念之一、实变函数论的研究对象包括实变函数的连续性、可导性、积分性质、收敛性以及函数的极限等方面。
通过对实变函数的系统研究,可以深入理解数学分析的基本概念,为后续研究提供重要的基础。
实变函数的基本性质是连续性。
连续性是指函数在其中一点处的函数值和该点的邻域中的函数值之间的关系。
实变函数的连续性可分为点连续和区间连续两种情况。
点连续是指函数在其中一点处连续,而区间连续是指函数在其中一区间上连续。
连续函数有许多重要性质,如介值定理、零点定理等。
实变函数的另一个重要性质是可导性。
可导性是指函数在其中一点处存在导数。
导数是函数在其中一点处的变化率,可以理解为函数在该点处的斜率。
可导函数具有许多重要的性质,如极值点的判定、求函数的最大值和最小值等。
实变函数的积分性质也是实变函数论的重要内容。
积分是求函数在其中一区间上的面积,是函数与坐标轴之间的关系。
实变函数的积分分为不定积分和定积分两种情况。
不定积分是求函数的原函数,而定积分是求函数在其中一区间上的面积。
积分也具有许多重要的性质,如积分中值定理、换元积分法等。
实变函数的极限是实变函数论的核心概念之一、极限是指函数在其中一点无限接近一些数的趋势。
实变函数的极限有两个方向,即正向极限和负向极限。
极限具有包含关系,即正向极限等于负向极限等于极限的值。
实变函数的收敛性是指函数序列或函数列在其中一点趋于一些数的性质。
实变函数的收敛性有点收敛和一致收敛两种情况。
点收敛是指函数在其中一点处收敛,而一致收敛是指函数在整个区间上收敛。
收敛性是实变函数论的重要内容,对于理解函数的性质和应用具有重要作用。
总结来说,《实变函数论》是研究实变函数的性质和性质之间的相互关系的数学分析的重要领域。
通过对实变函数的连续性、可导性、积分性质、收敛性以及函数的极限等方面的研究,可以深入理解数学分析的基本概念,为后续研究提供重要的基础。
实变函数讲稿20
1 1 1 mE{x | | f ni ( x) − f ( x) |≥ } ≤ mE{x | | f ni ( x) − f ( x) |≥ } < i . k i 2
所以, ∀n ∈ ,
∞ 1 m[ ∪ E{x | | f ni ( x ) − f ( x) |≥ }] k i=N
∞ ∞ 1 1 1 ≤ ∑ mE{x | | f ni ( x) − f ( x) |≥ } < ∑ i = N −1 . i i= N 2 2 i=N
, k)
ϕ1 ( x) = f1(1) ( x) , ϕ 2 ( x) = f1( 2 ) ( x) , ϕ3 ( x) = f 2( 2 ) ( x) , ϕ 4 ( x) = f1(3) ( x) , ϕ 5 ( x) = f 2( 3) ( x ) , ϕ 6 ( x ) = f 3( 3) ( x ) ,
104
第 20 讲
█
█
即, mE{x | | f ( x ) − g ( x ) |≥ }
1 k
≤ mE{x | | f ( x) − f n ( x) |≥
1 1 } + mE{x | | f n ( x) − g ( x) |≥ } . 2k 2k
又因为 f n ( x) ⇒ f 并且 f n ( x) ⇒ g , 所以,
实变函数讲稿(第 20 讲)
教学内容:依测度收敛 详细教案
§3.2. 可测函数的逼近定理 3.2.3 依测度收敛
定义 2 设 E 可测集, f ( x ) , f1 ( x) , f 2 ( x) , ,却是 E 上几乎处处有 限 的 可 测 函 数 . 称 f n ( x) 在 E 上依测度收敛到 f ( x ) 的 ( 记作 f n ⇒ f ), 如果
实变函数三大基本定理
实变函数三大基本定理实变函数是数学中的重要概念,它的研究过程中涉及到多个定理和概念。
今天,让我们来一起了解实变函数的三大基本定理。
一、极限定理实变函数的极限定理是指,如果一个函数在某个点处存在极限,那么这个点就称为这个函数的极限点,而且极限点的值必须是函数在这个点处的唯一极限。
这一基本定理的具体表达式有很多,其中最常见的是柯西准则和斯特朗定理。
柯西准则是指,如果在函数f(x)的定义域内,对于任意ε > 0,总存在一个小于ε的δ > 0,使得当0 < |x - a| < δ时,有|f(x) - L| < ε,则称函数f(x)在x = a处的极限是L。
斯特朗定理是指,如果一个函数在区间[a,b]上连续,且在[a,b]上的任意一个点x0的导数存在,则函数在[a,b]上满足柯西准则。
二、中值定理中值定理是指,如果一个函数在某个区间[a,b]上连续,且在(a,b)内可导,那么它在[a,b]上至少存在一个点c,使得f'(c) = (f(b) -f(a)) / (b - a)。
有了中值定理,我们可以更好地了解函数的变化规律,为后面的研究打下基础。
三、泰勒公式泰勒公式是一种常见的数值分析方法,它用一系列导数来逼近一个函数的值。
具体地讲,如果一个函数在某个闭区间上多次可导,那么这个函数可以被一组多项式所逼近。
这个多项式是以函数在某个点的导数为系数的多项式。
泰勒公式的概念非常重要,它在实际工程应用中发挥了重要的作用。
综上所述,实变函数的三大基本定理——极限定理、中值定理和泰勒公式——在实际的数学运算中都起到了至关重要的作用,是我们系统学习实变函数的重要组成部分。
如果你正在研究实变函数,这三个基本定理是你必须掌握的关键知识点。
重视课本素材 再谈直线斜率四则运算
重视课本素材再谈直线斜率四则运算发表时间:2020-12-11T15:01:33.487Z 来源:《中小学教育》2020年25期作者:王涛[导读] 曾经,我们的学生获得新的知识与方法主要依赖于教师的讲授,新课改后强调“学为中心”的教育理念,注重学生的主体地位,倡导学生自主学习能力的培养,让学生体会知识与方法形成的过程。
王涛丽水中学 323000摘要:曾经,我们的学生获得新的知识与方法主要依赖于教师的讲授,新课改后强调“学为中心”的教育理念,注重学生的主体地位,倡导学生自主学习能力的培养,让学生体会知识与方法形成的过程。
代数法是研究解析几何的重要手段,在课本练习中学生发现了几个与直线斜率的和、差、积、商有关的问题,本文将从阅读课本——整理问题——提炼新知——解决应用等过程,说说自己在学习新课改后的一点体会和做法。
关键词直线斜率代数法直线的斜率刻画了直线的倾斜程度,在解析几何中与所有的曲线均有关联。
直线斜率的四则运算在曲线中到底有何奥妙,我与孩子们在教材的阅读与整理分析后有了下面的发现与探索。
一、阅读课本,发现问题圆锥曲线中有关斜率的“和,差,积,商”1.(教材p41例3)设点A,B的坐标分别为(-5,0),(5,0).直线AM,BM相交于点M ,且它们的斜率之积是,求点M的轨迹方程.【解析】设动点M的坐标为(x,y),则2.(教材p55探究)点A,B的坐标分别为(-5,0),(5,0).直线AM,BM相交于点M ,且它们的斜率之积是,求点M的轨迹方程.【解析】设动点M的坐标为(x,y),则3.(教材p42练习4)点A,B的坐标分别为(-1,0),(1,0).直线AM,BM相交于点M ,且直线AM的斜率与直线BM的斜率的商是2,点M的轨迹是什么?为什么?【解析】设动点M的坐标为(x,y),则4.(教材p74 B组3)已知点A,B的坐标分别为(-1,0),(1,0).直线AM,BM相交于点M ,且直线AM的斜率与直线BM的斜率的差是2,求点M的轨迹方程.【解析】设动点M的坐标为(x,y),则5.(教材p81 B组5)已知点A,B的坐标分别为(-1,0),(1,0).直线AM,BM相交于点M ,且它们的斜率之和是2,求点M的轨迹方程.【解析】设动点M的坐标为(x,y),则二、整理问题,提炼新知整理发现:一个动点M与两个A,B连接的直线的斜率之和、差、积、商为定值时,动点M的轨迹分别对应着解析几何中的直线、圆、椭圆、双曲线和抛物线。
实变函数思想方法总结
实变函数思想方法总结实变函数是数学中的一个重要概念,它在很多领域中都有着广泛的应用。
实变函数是以实数为自变量的函数,它的函数值也是实数。
实变函数的研究方法包括但不限于极限、连续性、导数和积分等,这些方法是研究实变函数的基础工具。
在实变函数思想方法方面,主要可以总结为以下几点。
首先,实变函数中的极限思想方法是非常重要的。
极限是一种数学运算,用于描述函数在某点附近的性质。
通过极限,我们可以研究函数在某点的趋势和变化情况。
实变函数的极限思想方法包括对极限的定义、性质的研究以及极限的计算等。
在研究实变函数时,经常需要利用极限来证明一些定理和推论。
例如,在研究函数的连续性时,常常会利用极限来证明一个函数在某点处连续。
其次,实变函数中的连续性思想方法也是非常重要的。
连续性描述了函数图像上的无间断性质,它是实变函数研究的基础。
连续性的思想方法包括对连续性的定义、性质的研究以及连续函数的判定等。
在实际应用中,连续性的思想方法可以用来解决实际问题。
例如,在最优化问题中,通过研究目标函数的连续性,可以确定函数的最优解。
第三,实变函数中的导数思想方法也是非常重要的。
导数描述了函数在某一点的切线斜率,它是实变函数研究的关键。
导数的思想方法包括对导数的定义、性质的研究以及导数的计算等。
在实际应用中,导数的思想方法可以用来解决实际问题。
例如,在物理学中,通过研究物体的运动规律,可以利用导数来描述速度和加速度等概念。
最后,实变函数中的积分思想方法也是非常重要的。
积分描述了函数在某一区间上的总变化量,它是实变函数研究的重要内容。
积分的思想方法包括对积分的定义、性质的研究以及积分的计算等。
在实际应用中,积分的思想方法可以用来解决实际问题。
例如,在统计学中,通过研究统计指标的积分,可以得到概率的定义和性质。
综上所述,实变函数思想方法涵盖了极限、连续性、导数和积分等多个方面。
这些方法在实变函数的研究中起着重要的作用,它们为解决实际问题提供了基本工具。
实变函数的多项式逼近与逼近理论
实变函数的多项式逼近与逼近理论多项式逼近是数值分析中一项重要的内容。
它是一种利用多项式函数来逼近给定函数的方法。
在实变函数的多项式逼近中,我们的目标是通过一组多项式函数来近似给定的实变函数,以实现精确度要求的逼近效果。
为了理解多项式逼近的原理,首先需要了解多项式函数的基本性质。
多项式函数是一种形式为f(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + ... + a_1 x + a_0的函数,其中x是自变量,a_i是多项式的系数。
多项式函数具有很多优良的性质,例如它们是可导的、可积的,且在定义域上连续。
这些性质使得多项式函数成为逼近给定函数的理想工具。
在实变函数的多项式逼近中,我们通常采用最小二乘逼近的方法。
最小二乘逼近是一种寻找多项式系数以使逼近函数与给定函数之间的平方误差最小化的方法。
通过最小化平方误差,我们能得到最优的逼近函数,并尽可能减小逼近误差。
逼近理论是研究多项式逼近的数学理论和方法。
它提供了一系列的逼近原则和技巧,用于选择逼近函数的形式和确定逼近的精确度。
逼近理论的基本思想是通过选取不同的基函数或基组合,以最小化逼近误差来逼近给定函数。
在逼近理论中,常用的基函数包括勒让德多项式、拉格朗日插值多项式、切比雪夫多项式等。
实变函数的多项式逼近具有广泛的应用。
在数值计算中,多项式逼近可用于函数插值、函数外推和函数优化等问题。
多项式逼近还在物理学、工程学和金融学等领域中得到了应用,例如在信号处理、图像处理和数据拟合中。
然而,实变函数的多项式逼近也存在一些限制。
首先,使用多项式函数逼近时,需要考虑多项式次数的选择。
较低次数的多项式可能无法准确地逼近复杂的函数形态,而较高次数的多项式可能会导致过拟合问题。
其次,多项式逼近只能在有限的定义域上进行,对于无界函数或非紧集上的函数,逼近效果可能不如预期。
为了提高多项式逼近的效果,人们在实践中采用了一些改进的方法。
例如,通过引入权函数来调整多项式逼近的样本分布,以使逼近效果更加准确。
实变函数论第三版课件
例
例 a a+1/k f(x)
域与б-域
有理数全体(或实数全体)相对于四则运算是封闭的,人们通常称它们为有理数域(或实数域),整数集则不然。
前面已经定义了集合的“并”、“交”、“差”运算,那么什么样的集簇相对于集合的运算是封闭的呢?
第1讲 集合及其运算
第1讲 集合及其运算
集合 称为A与B的对称差,记作 。
1
2
集合及其运算
第1讲 集合及其运算
集合的运算 问题1:回忆数的四则运算,由此猜测集合的运算应该具有什么性质。
定理1 (1)
集合及其运算
。
1
2
3
4
5
6
集合及其运算
集合及其运算
上述基本性质都是常用的,其中(9),(10)两式通常称为德摩根(De Morgan )法则,它们的证明也是容易的。现在以(10)式为例进行证明。
集合及其运算
集合及其运算
集合序列的上、下(极)限集
上极限集
例:设A2n=[0,1] A2n+1=[1,2]; 则上极限集为[0,2]
下极限集
上极限集
例:设A2n=[0,1] A2n+1=[1,2]; 则上极限集为[0,2], 下极限集为{1}
极限集
如果集列 的上极限集与下极限集相等,即
例
( [ a-1/n a
( [ ( [ [ a-1/n-1 a-1/n a-1/n+1 a
例
( [ a a+1/n
集合及其运算
差(余)运算 由所有属于A但不属于B的元素组成的集合,称为A减B的差集,记作A-B(A\B),也就是说, ,但 。
例
例
实变函数最重要的三条定理
实变函数最重要的三条定理实变函数是数学中的一个重要分支,它研究的是实数域上的函数。
在实变函数的研究中,有三条定理是最为重要的,它们分别是:傅里叶级数定理、傅里叶变换定理和傅里叶反演定理。
傅里叶级数定理是实变函数中最为基础的定理之一。
它的核心思想是将一个周期函数分解成一系列正弦和余弦函数的和,这些正弦和余弦函数的频率是原函数的整数倍。
具体来说,对于一个周期为T的函数f(x),它可以表示成如下形式的级数:f(x)=a0/2+∑(n=1)∞(an*cos(nπx/T)+bn*sin(nπx/T))其中,a0、an和bn是系数,它们可以通过函数f(x)在一个周期内的积分来计算。
傅里叶级数定理的重要性在于,它为我们提供了一种将周期函数分解成简单的正弦和余弦函数的方法,这种方法在信号处理、图像处理等领域中得到了广泛的应用。
傅里叶变换定理是傅里叶级数定理的推广和拓展。
它将周期函数的分解推广到了非周期函数上,即将一个非周期函数分解成一系列正弦和余弦函数的积分形式。
具体来说,对于一个函数f(x),它的傅里叶变换可以表示为:F(ω)=∫(−∞)∞f(x)e^(−iωx)dx其中,ω是频率,F(ω)是函数f(x)在频率ω处的振幅。
傅里叶变换定理的重要性在于,它为我们提供了一种将任意函数分解成简单的正弦和余弦函数的方法,这种方法在信号处理、图像处理、量子力学等领域中得到了广泛的应用。
傅里叶反演定理是傅里叶变换定理的逆定理。
它将一个函数的傅里叶变换反推回原函数。
具体来说,对于一个函数F(ω),它的傅里叶反演可以表示为:f(x)=1/(2π)∫(−∞)∞F(ω)e^(iωx)dω傅里叶反演定理的重要性在于,它为我们提供了一种将一个函数的傅里叶变换反推回原函数的方法,这种方法在信号处理、图像处理、量子力学等领域中得到了广泛的应用。
综上所述,傅里叶级数定理、傅里叶变换定理和傅里叶反演定理是实变函数中最为重要的三条定理。
它们为我们提供了一种将函数分解成简单的正弦和余弦函数的方法,这种方法在信号处理、图像处理、量子力学等领域中得到了广泛的应用。
实变函数论的什么研究各种积分的推广方法
实变函数论的什么研究各种积分的推广方法
实变函数论研究的一个重要方向是各种积分的推广方法。
其中包括广义积分、黎曼-斯蒂尔杰斯积分、黎曼-勒贝格积分、勒
贝格积分、史蒂尔杰斯积分等。
广义积分是对一些不满足黎曼可积条件的函数进行积分的一种推广方法。
广义积分是通过将函数分解为有界函数和不可积函数的和来定义的。
黎曼-斯蒂尔杰斯积分是在黎曼可积函数的基础上,进一步对
某些特殊性质的函数进行积分的一种推广方法。
黎曼-斯蒂尔
杰斯积分将函数分解为可积和非可积部分,通过对可积部分进行积分得到积分的值。
黎曼-勒贝格积分是对一类具有有界变差的函数进行积分的一
种推广方法。
在黎曼-勒贝格积分中,函数的积分被定义为柯
西序列的极限。
勒贝格积分是对一类具有测度的函数进行积分的一种推广方法。
勒贝格积分将函数看作是一个测度函数对另一个测度函数的积分,通过积分集合上的性质来定义积分的值。
史蒂尔杰斯积分是对一类具有振荡性质的函数进行积分的一种推广方法。
史蒂尔杰斯积分通过将函数分解为振荡和非振荡部分的和来定义积分的值。
通过研究这些积分的推广方法,实变函数论可以更好地描述和处理各种类型的函数,并且可以扩展积分的应用范围。
实变函数论的()研究各种积分的推广
实变函数论的()研究各种积分的推广【原创版】目录1.实变函数论的概念及与微积分的关系2.实变函数论对积分的推广3.实变函数论的研究意义和应用领域4.实变函数论的发展历程及前景正文实变函数论的研究各种积分的推广实变函数论是数学分析中的一个分支,主要研究实数的函数和极限、连续性、微分和积分等性质。
与微积分相比,实变函数论更加注重函数的性质和结构的研究,而微积分则主要关注函数的计算和应用。
实变函数论对积分的推广,不仅丰富了积分的理论体系,还为实际应用提供了更广泛的思路。
实变函数论对积分的推广主要包括以下几个方面:1.积分范围的推广:实变函数论不仅研究了传统的黎曼积分和勒贝格积分,还推广了积分的概念,包括广义积分、弱积分、强积分等。
这些推广为更广泛地应用积分提供了理论基础。
2.积分方法的推广:实变函数论研究了各种积分方法,包括牛顿 - 莱布尼茨公式、分部积分法、变量代换法等,并在此基础上进行了推广,使得积分计算更加灵活和多样化。
3.积分性质的推广:实变函数论对积分的性质进行了深入研究,包括积分的不变性、线性性、保号性、可积性等,并在此基础上发现了一些新的性质,如积分的连续性、可微性等。
实变函数论的研究意义和应用领域非常广泛。
首先,实变函数论为微积分提供了坚实的理论基础,使得微积分更加严格和完善。
其次,实变函数论在实际应用中也发挥着重要作用,如在物理学、工程学、经济学等领域,实变函数论为解决实际问题提供了有力的工具。
实变函数论的发展历程可以追溯到 19 世纪初,当时的数学家们为了解决微积分中的危机,开始对函数的性质和结构进行深入研究,从而奠定了实变函数论的基础。
随着数学的不断发展,实变函数论也不断完善和拓展,涌现出了许多重要的理论和方法。
实变函数论在数学领域具有重要的地位和前景。
它不仅为微积分提供了理论支持,还与其他数学分支如线性代数、拓扑学、微分几何等密切相关。
实变函数论的研究方向包括函数空间、拓扑群、测度论等,这些领域的研究成果不断推动着实变函数论的发展。
王涛课件(图论)
������6
������7 ������5
������8
������(������7 ) = {������3 , ������5 }; ������(������8 ) = {������4 , ������5 }
王涛 (河南大学)
图 论
2010 年 7 月 18 日
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两个端点相同的边称为环(loop) , 端点不同的边称为连 杆(link) 。 如果两条或者多条边的端点相同, 则称这些边是平行边。 例如: 在上例中边������3 和������4 是一对平行边。 一个没有环、 没有平行边的图成为简单图(simple graph) 一 。 个无环, 但是允许有平行边的图成为多重图。
������1 ������5 ������2 ������4 ������3
(a) 孤立点: ������5
王涛 (河南大学) 图 论
′ ������1 ′ ������2
′ ������4 ′ ������3
(b) 零图
2010 年 7 月 18 日 6 / 36
Definition 在图 ������ = ⟨������, ������⟩ 中, 与顶点 ������ 相关联的边数, 称为该顶点的度数, 记作 deg(������).
王涛 (河南大学)
图 论
2010 年 7 月 18 日
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与图相关的概念和约定
一条边的两个端点称为与这条边是关联的(incident) 若两个点与同一条边相关联, 则称两个点是邻接点. 关联于同一点的两条边叫邻接边.
王涛 (河南大学)
图 论
2010 年 7 月 18 日
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与图相关的概念和约定
实变函数grf
实变函数grf以实数作为自变量的函数叫做实变函数,以实变函数作为研究对象的数学分支就叫做实变函数论。
它是微积分学的进一步发展,它的基础是点集论。
所谓点集论,就是专门研究点所成的集合的性质的理论,也可以说实变函数论是在点集论的基础上研究分析数学中的一些最基本的概念和性质的。
比如,点集函数、序列、极限、连续性、可微性、积分等。
实变函数论还要研究实变函数的分类问题、结构问题。
实变函数论的内容包括实值函数的连续性质、微分理论、积分理论和测度论等。
函数可积性的讨论是实变函数论中最主要的内容。
它包括勒贝格(Henri Léon Lebesgue)的测度、可测集、可测函数和积分以及少许更一般的勒贝格-斯蒂尔杰斯测度(Lebesgue-Stieltjes Measure)和积分的理论(见勒贝格积分)。
这种积分比黎曼积分是更为普遍适用和更为有效的工具,例如微积分基本定理以及积分与极限变换次序。
精美的调和分析理论(见傅里叶分析)就是建立在勒贝格积分的基础上的。
此外,还适应特殊的需要而讨论一些特殊的积分。
例如为讨论牛顿-莱布尼茨公式而有佩隆积分(Perron integral)。
由于有了具有可列可加性的测度和建立在这种测度基础上的积分,导致了与微积分中函数序列的点点收敛和一致收敛不同的一些新的重要收敛概念的产生,它们是几乎处处收敛、度量收敛(亦称依测度收敛)、积分平均收敛等。
度量收敛在概率论中就是依概率收敛,且具有特别重要的地位。
积分平均收敛在一般分析学科中也是常用的重要收敛。
傅里叶级数理论以及一般的正交级数理论就是以积分的平方平均收敛为基本的收敛概念。
一般正交级数的无条件收敛问题在实变函数论中也有所讨论。
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实变函数读书报告
姓名:王涛 班级:121132 学号:20131000513 摘 要 黎曼积分与勒贝格积分是两种非常重要的积分,它们之间既有区别又有联系。
我的读书报告主要通过对黎曼积分和勒贝格积分定义和一些定理的分析与比较,归纳总结出勒贝格积分和黎曼积分积分之间有一种相依赖、相互补充、相互帮助及在特定条件下相互转化的关系,勒贝格积分在积分与极限换序的条件要求上有比黎曼积分优越的好处。
在实变函数里引入勒贝格积分是为了弥补黎曼积分的不足,可以扩大可积函数类,降低逐项积分与交换积分顺序的条件。
勒贝格积分拓广了黎曼积分的定义,使得可积性的条件要求减弱了。
它断言可测集上的有界可测函数和单调函数必勒贝格可积,这比黎曼积分中要求连续函数、单调函数的条件放松多了。
它放松了黎曼积分要求函数序列的一致收敛的过强的要求。
两者之间的关系就像数钱一样,R 积分是你把钱分成按钱的张数分成堆,每堆数数有多少张1块,5块,100的然后求个和。
然后把所有堆的钱数加起来。
L 积分是你把1块的放一对,5快的放一堆,100的放堆,然后数出每堆的张数,求出总钱数。
关键词 黎曼积分 勒贝格积分 区别
1、可积函数的连续性
闭区间【a ,b 】连续函数必是黎曼可积函数,当然也必是勒贝格可积函数,但黎曼可积函数不一定是连续函数,比如只有有限个第一类间断点的函数是黎曼可积的。
那么具备怎样性质的函数是黎曼可积的呢?勒贝格给出了黎曼可积的一个比较好的充要条件。
它将函数的可积性归结到了函数的内在性质—连续性上,使得我们对黎曼可积函数的本质看得更清楚。
这个可积条件是:函数在上黎曼可积的充要条件是在上一切间断点构成一个零测度集。
这说明黎曼可积函数是几乎处处连续的。
定理 为使【a ,b 】上的有界函数f 是R 可积,充分必要条件是f 在【a ,b 】上几乎处处连续。
此外当f 为R 可积时,f 必L 可积,而且两个积分值相等。
例如黎曼函数
⎩⎨⎧>==为无理数,当为互质的整数)当x p q q q p x q x f 0,,0(/,/1)(
这个函数在所有无理点处是连续的,在有理点处是不连续的.(因为该函数在区间(0,1)内的极限处处为0)。
虽然在[
]0,1中有无穷多个有理点,即黎曼函数在[]0,1上的不连续点有无穷多个,但这个函数在[
]0,1上仍是黎曼可积的,且有1
0()0
f x dx =⎰
事实上,[
]0,1中的全体有理数组成一个零测度集,所以黎曼函数()f x 是黎曼
可积的
. 现在再来看勒贝格可积函数具有什么样的性质。
(积分的绝对连续性)设()f L D ∈,则对任何ε>0,存在δ>0,使得对
D 上的任何可测子集A,只要m(A)< δ,就有|A fdx
⎰|< ε.
2.积分的可加性
这里所说的可加性,指的是积分区域的可加性。
黎曼积分具有有限可加性,但没有可数可加性。
但对于勒贝格积分,它不仅具有有限可加性,而且还具有可列可加性。
设f ()L D ∈, {}1k k E ≥是D 的一个分化,则
1k k D E fdx fdx ∞
==∑⎰⎰
Lebesgue 积分克服了黎曼积分的缺陷。
对于这两种积分的可加性,究其原因,我们将不难理解。
我们知道,黎曼积分建立在区间之上,勒贝格积分建立在勒贝格测度之上,而区间只具有有限可加性,勒贝格测度具有可数可加性,由于它们之间的密切联系,区间和勒贝格测度的性质也就反映到了相应的积分上来了。
3.积分极限定理
Riemann 积分极限号与积分号要交换次序往往需要函数列一致收敛,但Lebesgue 积分的交换条件就弱了一些,我们有如下两个定理
(Lovi 单调收敛定理) (控制收敛定理)
推广设{}k f 和{}k g 是可测集E 上的两列可测函数,且{}{}k k f g ≤,今若f ()()()(),.k k x f x g x g x a e →→,并且()()k
E E g x dx g x dx →<∞⎰⎰则
()()k E E f
x dx f x dx →⎰⎰。
与黎曼积分的有界收敛定理相比,显然条件宽松得多,从而使我们又一次看到了勒贝格积分相对于黎曼积分的优越性。
4. f 可积与|f|可积的不同,在黎曼可积中若f 黎曼可积,则绝对可积,但反过来不一定成立,但勒贝格积分中可积与绝对可积等价
5、总结
从这两种积分的定义可以看出,它们的主要区别是:黎曼积分将给定函数的定义域分小而产生的,而勒贝格积分是划分函数的值域而产生的。
1、R积分的优点是的度量容易给出,但当分法的细度充分小时,函数在上的振幅仍可能较大;L积分的优点是函数在上的振幅,但一般不再是区间,而是可测集。
其度量的值一般不易给出。
然而就是这一点点差别,使这两种积分产生了本质的区别,使勒贝格积分具备了很多为黎曼积分所不具有的良好性质,比黎曼积分的应用范围更广泛,使用起来更方便。
由此可见,比起黎曼积分来,勒贝格积分是向前迈了一大步。
2、勒贝格积分拓广了黎曼积分的定义,使得可积性的条件要求减弱了。
它断言可测集上的有界可测函数和单调函数必勒贝格可积,这比黎曼积分中要求连续函数、单调函数的条件放松多了。
3、勒贝格积分在积分与极限换序的条件要求上有比黎曼积分优越的好处。
它放松了黎曼积分要求函数序列的一致收敛的过强的要求。
由勒贝格控制收敛定理可知,只要所给函数列可测、有界、收敛,积分与极限就可换序,这一点在三角级数、热学研究中非常重要。
4、勒贝格积分并没有完全否定和抛弃黎曼积分,它把黎曼积分作为一种特例加以概括,并且在一定条件下勒贝格积分可以转化为黎曼积分。
由此可见,勒贝格积分和黎曼积分各有自己的优势和价值。
在计算连续函数的积分时, 黎曼积分要比勒贝格积分简便、优越。
但勒贝格积分是积分发展史上的一次革命,它使得积分论在集合论、测度论的基础上走向现代化,从而有可能在现代水平的层次上向其它现代数学分支渗透,促进了其它学科的发展,特别是三角级数和函数序列方面。
概率论,泛函分析等学科也受到勒贝格积分的积极影响。
此外, 勒贝格积分作为纯粹数学研究的产物,后来在热学,统计力学,控制论等自然学科得到深刻而重要的应用。
参考文献
[1]、孙清华,孙昊实变函数内容、方法与技巧[M] 华中科技大学出版社,2004
[2]、程其襄,张奠宙,魏国强等实变函数与泛函分析基础[M] 高等教育出版社 2003
[3]、沈凤英浅谈勒贝格积分与黎曼积分[J] 苏州教育学院学刊 1987第一期
[4]、侯有良实变函数论[M] 武汉大学出版社 2008。