一类源自二次和三次映射的混合泛函方程的模糊稳定性

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泛函分析习题

泛函分析习题

泛函分析习题泛函分析练习题⼀名词解释:1.范数与线性赋范空间2.⽆处稠密⼦集与第⼀纲集3.紧集与相对紧集4.开映射5.共轭算⼦6. 内点、内部:7. 线性算⼦、线性范函:8. ⾃然嵌⼊算⼦9. 共轭算⼦10. 内积与内积空间:11. 弱有界集:12. 紧算⼦:13. 凸集14. 有界集15. 距离16. 可分17. Cauchy 列18.⾃反空间⼆、定理叙述1、压缩映射原理2. 共鸣定理3.逆算⼦定理4. 闭图像定理5.实空间上的Hahn-Banach 延拓定理6、Baire 纲定理7、开映射定理8、Riesz 表现定理三证明题:1.若(,)x ρ是度量空间,则1d ρρ=+也使X 成为度量空间。

证明:,,x y z X ?∈显然有(1)(,)0d x y ≥,(,)0d x y =当且仅当x y =。

(2)(,)(,)d x y d y x =(3)由1()111t f t t t ==-++,(0)t >关于t 单调递增,得 (,)(,)(,)(,)1(,)1(,)(,)x z x y y z d x z x z x y y z ρρρρρρ+=≤+++(,)(,)1(,)1(,)x y y z x y y z ρρρρ≤+++ (,)(,)d x y d y z =+故d 也是X 上的度量。

2,设H 是内积空间,,,,n n x x y y H ∈,则当,n n x x y y →→时,(,)(,)n n x y x y →,即内积关于两变元连续。

证明:22|(,)(,)||(,)|||||||||n n n n n n x y x y x x y y x x y y -=--≤-?-已知 ,n n x x y y →→,即||||0,||||0n n x x y y -→-→。

故有 2|(,)(,)|0n n x y x y -→即 (,)(,)n n x y x y →。

3.考虑[,]C a b 上的⾮线性积分⽅程()(,,())()ba x t k t s x s ds t λ?-=?其中[,],(,,)C a b k t s ?ω∈是[,][,]a b a b R ??上的连续函数,满⾜1212|(,,)(,,)|||k t s k t s b ωωωω-≤-证明当||λ⾜够⼩时,此⽅程存在唯⼀解0[,]x C a b ∈。

偏微分方程与泛函分析知识点

偏微分方程与泛函分析知识点

偏微分方程与泛函分析知识点偏微分方程与泛函分析是数学中的两个重要分支,它们在应用科学、工程学和物理学等领域中具有广泛的应用。

本文将介绍偏微分方程与泛函分析的相关知识点。

一、偏微分方程的定义和分类偏微分方程是描述函数未知的各阶导数与自变量之间关系的方程。

与常微分方程不同,偏微分方程中的未知函数是多个变量的函数,因此需要使用偏导数来描述其性质。

偏微分方程可以分为几个主要类型:椭圆型、双曲型和抛物型。

1. 椭圆型偏微分方程:椭圆型方程的典型例子是拉普拉斯方程,它在物理学中描述了稳定状态下的热传导和电势分布。

椭圆型方程的解具有良好的性质,包括连续性和可微性。

2. 双曲型偏微分方程:双曲型方程的典型例子是波动方程和传播方程。

双曲型方程描述了波的传播和振动现象,其解通常具有波动性和突变性。

3. 抛物型偏微分方程:抛物型方程的典型例子是热传导方程和扩散方程。

抛物型方程描述了随时间演化的过程,其解在空间和时间上具有平滑性。

二、泛函分析的基本概念和理论泛函分析是函数空间上的分析学,它研究了函数的极限、连续性、收敛性等性质。

泛函是将函数映射到实数或复数的映射,通常考虑无穷维空间中的泛函。

1. 函数空间:函数空间是指一组具有特定性质的函数集合。

常见的函数空间包括连续函数空间、可导函数空间和Lp空间等。

函数空间中的函数可以用序列或者级数进行逐点或均匀收敛。

2. 勒贝格空间和希尔伯特空间:勒贝格空间和希尔伯特空间是泛函分析中的重要概念。

勒贝格空间是指具有有界变差和有界测度性质的函数空间,而希尔伯特空间是指内积空间和完备度量空间的结合。

3. 线性算子和泛函:线性算子是将一个函数空间映射到另一个函数空间的映射。

泛函是将一个函数映射到实数或复数的线性算子。

线性算子和泛函在泛函分析中有着重要的应用和性质。

三、偏微分方程与泛函分析的关系偏微分方程的解通常可以通过泛函分析的方法进行研究和求解。

泛函分析提供了偏微分方程解的存在性、唯一性和稳定性等方面的理论基础。

Volterra泛函微分方程Runge—Kutta方法的稳定性

Volterra泛函微分方程Runge—Kutta方法的稳定性
维普资讯
第2 9卷 第 4期
20 0 7年 l 2月










Vo . 9 N . I2 o 4
De . 2 7 c 0o
Nau a ce c o r a o a ga ie st t rlS in e J u n l fXi n t n Unv r i y
I∈ R, 符号 () , 表示一个包含所有 连续映射 xl : 的 B nc aah空 间, 中映射 的范数定义为 其 呷, 使得 =m 0 ()0. t x 对于任给的P×q 实矩阵 A=[ 我们定义一线性映射 :哪 口],
对 任 给 U = [ … , ] ∈ R 叮 1,2, m 有
( c ol fMa e ai n o p tt nl c ne i g nU iesy Xi g n4 10 hn ) Sho o t m tsadC m uai a Si c ,Xa t nvri , a t 1 15C ia h c o e n a t n a
【 bt c】 Ti pprs ocr d t aiy r ei ug — ua e os h h r ( ,,) A s at r h ae ne e s ic n w h s bi o re oR ne K t t d i e Opq 一 e t l p p ts f t tm h w c a

得了相应的稳定性结果 , 这些结果可视为 [3 中关于常微分方程 和[ ] 1] 6 中关于泛 函微分方程 R ne ug — K t 方 法稳定 性结果 的推广 . ut a
1 试 验 问题 类
设 m维向量空间 中引进了某种 内积 ( , ), ・ ・ 符号 l・0表示相应的范数. l 对于任给的闭区间

lyapunov函数与泛函的区别

lyapunov函数与泛函的区别

lyapunov函数与泛函的区别Lyapunov函数和泛函是数学中两个概念,它们在不同的领域和背景下使用,并具有不同的特点和应用。

下面将分别对Lyapunov函数和泛函进行详细的解释和比较。

1. Lyapunov函数:Lyapunov函数是一种描述动力系统稳定性的工具,它最早由俄国数学家亚历山大·列昂尼多维奇·利亚普诺夫在19世纪末提出,并在动力系统和控制理论中得到广泛应用。

Lyapunov函数主要用于分析非线性系统的稳定性和确定系统的稳定性条件。

Lyapunov函数的定义如下:对于给定的动力系统,如果一个函数V(x)(其中x是动力系统的状态变量)满足以下两个条件,那么V(x)即为Lyapunov函数:(1)V(x)是连续可微的,定义在状态空间上;(2)V(x)对于所有的x>0,都满足V(x)>0。

根据Lyapunov函数的性质,可以推导出Lyapunov定理,即如果存在一个Lyapunov函数V(x),则系统的稳定性可以通过分析函数V(x)的性质来确定。

当满足一些特定条件时,可以使用Lyapunov函数来证明系统的稳定性。

Lyapunov函数的优点在于可以通过简单的算术操作来描述非线性系统的性质,但缺点是对于高维系统和复杂系统的分析比较困难。

2.泛函:泛函是数学分析和变分法中的一个概念,它是定义在函数空间上的函数,可以将函数映射到实数集上。

泛函广泛应用于分析、微分方程、变分法等多个数学领域,并在物理学中也有重要应用。

泛函的定义如下:设F是一个函数空间上的映射,对于给定的函数f(x),F[f]表示f(x)的一个实数值。

泛函可以是线性的或非线性的,可以是有界的或无界的,可以包含一阶导数或高阶导数。

泛函的求解往往需要使用变分法等数学方法。

泛函的特点在于它可以处理函数的整体性质,而不仅仅是一些点的性质。

泛函可以对整个函数空间进行描述和分析,可以通过对泛函的优化或极值求解来求解函数的性质。

泛函微分方程的概周期解的存在和稳定性

泛函微分方程的概周期解的存在和稳定性
( m) 对 于 E R 在 t t , ) 是一 致概 周期 的 。
且I 币 I , ={ I 咖 ( s ) l : s e J } 。
现在 , 对任意函数 : (一∞ , ) 一 和 t < , 对于 s ∈
r, 用 ( s ) = ( t + 5 ) 表示 一个 函数 : R 一=(一a 。, 0 ] 一
对于 ∈ D在 t 一 致 为概周 期 , 上述 不 等式 中 的数 r称作
的存在 。H a m a y a 根 据有 界解 的 B c完全 稳定 性研 究 了
衰减记 忆 空 间 中 抽 象 泛 函微 分 方 程 概 周 期 解 的 存 在 。 H a m a y a 驯利用 有界 解在壳 扰 动下 的 B C稳定 性研 究 了衰

( 1 t 2 )方程 ( 1 ) 有一个有界解 U ( t ) , 其中 U ( t ) 经过 ( 0 ,
设 具 有上确界范数 : B S={ 咖l 咖: R一 一w i t h l l =
第 4卷 第 8期
2 0 1 3年 8月
黑龙江科学
HE I L ONGJ I ANG S C I ENCE
V o 1 . 4 No . 8 Au g u s t . 2 0 1 3
泛 函微 分 方 程 的概 周 期 解 的存 在 和 稳 定 性
吴 中华
( 广州南洋理工 职业 学院基础部 , 广州 5 1 0 9 2 5 ) 摘要 :对于具有无界时滞 的泛 函微分方程 , 我们通过有界解的完全稳定性来了解 概周 期和渐近概周期性 的存在 。
对于泛 函微分方程 和差分方程 , 一些研究 工作 已经研 究过具时滞概 周期 系统 的概 周期解 的存 在 ] 。宋 利 用有界解的稳定性研究了泛函差分方程的周 期和概周期解

《泛函分析》课程教学大纲

《泛函分析》课程教学大纲

《泛函分析》课程教学大纲课程编码:171210140课程性质:专业方向限选课程适用专业:统计学专业所需先修课数学分析高等代数实变函数论学时学分:32学时1.5学分编写单位:数学与信息科学系一、课程说明1、课程简介:泛函分析课程是数学与应用数学专业的专业课程,是数学分析的后续课程,是近代数学中的一个重要分支,在古典分析、线性代数、线性微分方程、积分方程、变分学、逼近论等的开展基础上逐渐形成。

其内容已渗透到逼近论、偏微分方程、概率论、最优化理论等各方面.近年来,在工程技术上更是获得了广泛而有效的应用.它的开展受到了数学物理方程和量子力学的推动,后来又整理、概括了经典分析和函数论的许多成果,因此学习泛函分析时需要学生掌握分析、代数、概率论、拓扑学等基本知识,是数理方程、稳定性理论等后续课程的必要基础课程.2、教学目的要求:通过泛函分析的教学,使学生了解和掌握度量空间,赋范线性空间,有界线性算子,Hilbert空间,Banach空间的基本概念和基本理论,培养学生理论思维能力,为学习数学的其它专业课打下扎实的理论基础.3、教学重点难点教学重点:离散度量空间、序列空间、有界空间、可测函数空间的性质、度量空间中极限、稠密集、可分空间的概念、用极限的形式和集合对应关系给出两个重要定理、空间的结构理论,度量收敛;完备度量空间的定义、压缩映照原理及其应用、对向量组的线性相关、线性无关定义的理解和判定向量组的线性相关性、三个定理的内容;有界线性算子与连续线性泛函,算子的范数,经典空间,l p的共地空间、内积空间,施瓦茨不等式,直交投影,希尔伯特空间中的规范正交系,贝塞尔不等式,帕塞瓦尔不等式,同构映射,连续线性泛函,自共朝,本章难点柯西积分定理的证明、刘维尔定理的应用.本章内容第一节复积分的概念及其简单性质1.1复变函数积分的定义1.2复变函数积分的计算问题1.3复变函数积分的基本性质第二节柯西积分定理2.1不定积分2.2柯西积分定理的推广2.3柯西积分定理推广到复围线的情形第三节柯西积分公式及其推论3.1柯西积分公式3.1解析函数的无穷可微性3.2柯西不等式与刘维尔定理3.3摩勒拉定理第四章解析函数的幕级数表示法(8学时)教学目标1、使学生掌握复级数的基本概念及其相关性质,能够深刻认识理解复级数与实级数在概念、性质、定理上的区别与联系;2、使学生理解并掌握解析函数零点的孤立性及唯一性定理.本章重点.1、理解并掌握复级数的基本性质;2、理解并掌握幕级数敛散性的判别,收敛域的求法以及和函数的求法;3、能够熟练掌握并运用直接展法和间接展法,将某些解析函数展成泰勒级数,牢记sin z,cosz,—匚,一匚的展式,并注意展式的可展范围; 1-Z 1 + Z4、深刻理解解析函数零点的孤立性、唯一性定理及最大模定理,并能够综合运用证明有关数学问题.本章难点事级数的和函数在其收敛圆周上的状况、解析函数零点的孤立性、唯一性定理、最大模原理.本章内容第一节复级数的基本性质1.1复数项级数1.2一致收敛的复函数项级数1.3解析函数项级数第二节累级数1.1塞级数的敛散性1.2收敛半径的求法、柯西一阿达玛公式1.3基级数的解析性第三节解析函数的泰勒展式3.1泰勒定理3.2累级数的和函数在其收敛圆周上的状况3.3 一些初等函数的泰勒展式第四节解析函数零点的孤立性、唯一性定理4.1解析函数零点的孤立性4.3最大模原理第五章解析函数的罗朗展式与孤立奇点(6学时)教学目标使学生理解并掌握解析函数的罗朗展式的概念与展法,并注意与泰勒级数进行相关性质的比拟.深刻理解并牢固掌握可去奇点、极点、本性奇点的概念及等价定义.为下一章残数理论的学习打下坚实的基础.本章重点1、理解并掌握解析函数的罗朗展式以及罗朗级数与泰勒级数的关系.熟练掌握解析函数在孤立奇点邻域内的罗朗展式的基本方法与技巧;5.理解并深刻认识孤立奇点的三种类型及分类方法,熟练掌握可去奇点、极点、本性奇点的概念及等价定义;6.了解解析函数在无穷远点处的性质.本章难点解析函数在孤立奇点邻域内的罗朗展式的基本方法与技巧.本章内容第一节解析函数的罗朗展式1.1双边塞级数1.2解析函数的罗朗展式1.3罗朗级数与泰勒级数的关系1.4解析函数在孤立奇点邻域内的罗朗展式第二节解析函数的孤立奇点2.1孤立奇点的三种类型2.2可去奇点2.3极点2.4本质奇点第六章留数理论及其应用(6学时)教学目标1、使学生理解并掌握留数的定义及留数定理,会利用留数定理求解复积分与实积分,并知晓其内在联系与区别.深刻理解留数定理与柯西积分定理、柯西积分公式之间的关系;2、理解并掌握辐角原理、儒歇定理,会判定复方程根的个数及存在范围. 本章重点1、理解并掌握留数的定义及留数的求法;2、深刻理解并熟练掌握留数定理并能够灵活运用留数定理求解复积分3、了解用留数定理计算实积分的理论及基本方法;4、深刻理解并熟练掌握辐角原理、儒歇定理,会判定复方程根的个数及存在范围.本章难点留数定理与柯西积分定理、柯西积分公式之间的关系.本章内容第一节留数1.1留数的定义及留数定理1.2留数的求法1.3函数在无穷远点的留数1.4用留数定理计算实积分简介第二节辐角原理及其应用2.1对数留数2.2辐角原理2.3儒歇定理三、使用教材及参考书指定教材:钟玉泉编,复变函数论(第三版),高等教育出版社,2001年.参考书:[1]张锦豪、邱维元编,复变函数论,高等教育出版社,2001年.[2]钟玉泉编,复变函数学习指导书,高等教育出版社,1996年.[3]刚家泰,谭欣欣编,复变函数全程学习指导与解题能力训练,大连理工大学出版社,2001年.共辗算子,巴拿赫空间,汉恩一巴拿赫定理,一致有界性定理,逆算子定理,闭图像定理.教学难点:连续映射、空间完备性的证明、压缩映照原理及其应用、对向量组的线性相关、线性无关定义的理解和掌握一些判定定理、Holder不等式和Minkowski不等式的内容;有界线性算子与连续线性泛函;经典空间广〃的共辗空间,各种收敛性之间的各种联系,投影定理,斯捷克洛夫定理,汉恩一巴拿赫定理,一致有界性定理,逆算子定理,闭图像定理.5、教学手段及教学方法建议主要以教师讲授为主,适当的时候可以应用多媒体辅助教学.4、考核方式1)考核形式:考查2)开卷笔试3)期末总评成绩评定方法考试:试卷总分值100分,其中平时作业、期中考试及考勤占总评成绩的40%, 期末考查成绩占总评成绩的60%.5、学时分配表本课程的教学包括如下环节:课堂讲授,主要以教师讲授为主,要求学生课下预习;辅导或习题课,师生互动,边讲边练,解决学生学习过程中出现的一些问题;课外作业,通过对作业的批改,使学生加深巩固对所学内容的理解与掌握。

dft习题及答案

dft习题及答案

dft习题及答案DFT习题及答案量子力学是现代物理学的基石之一,而密度泛函理论(DFT)是其中一种重要的计算方法。

通过DFT,我们可以研究原子、分子和固体材料的性质,从而深入了解物质的本质。

在学习DFT的过程中,习题是不可或缺的一部分,通过解答习题,我们可以巩固所学知识,并提高自己的理解和应用能力。

以下是一些常见的DFT习题及其答案,希望能为学习者提供一些参考和帮助。

习题一:什么是密度泛函理论(DFT)?它与传统的量子力学方法有何不同?答案:密度泛函理论是一种基于电子密度的量子力学方法,通过计算体系的电子密度来获得能量、电子结构和其他性质。

与传统的量子力学方法相比,DFT 具有以下不同之处:1. DFT是基于电子密度的方法,而传统的量子力学方法是基于波函数的方法。

DFT通过求解电子密度方程来描述体系的行为,而传统方法则通过求解薛定谔方程来描述体系。

2. DFT可以处理大型系统,包括含有数百个原子的分子和固体材料。

这是由于DFT计算的复杂度相对较低,而传统方法在处理大型系统时计算量很大。

3. DFT可以处理局部电子相关性和非局部电子相关性。

这使得DFT在描述电子相互作用时更加准确,而传统方法通常只考虑局部电子相关性。

习题二:DFT中的交换-相关泛函是什么?为什么需要这个泛函?答案:交换-相关泛函是DFT中的一个重要概念,它将交换和相关两个部分结合起来描述电子的相互作用。

交换泛函描述了电子交换的效应,而相关泛函描述了电子之间的相关性。

交换-相关泛函的引入是为了解决传统DFT中的自相互排斥问题。

在传统DFT 中,电子自相互排斥被忽略,导致了能量计算的不准确性。

通过引入交换-相关泛函,可以更好地描述电子之间的相互作用,从而提高能量计算的准确性。

习题三:什么是Kohn-Sham方程?它在DFT中的作用是什么?答案:Kohn-Sham方程是DFT中的核心方程,它描述了体系中的电子行为。

Kohn-Sham方程的形式类似于薛定谔方程,但是Kohn-Sham方程中的波函数被替换为一组单电子波函数,称为Kohn-Sham波函数。

泛函微分方程-泛函微分方程

泛函微分方程-泛函微分方程

泛函微分方程是指除了理想的情形以外,任何具有反馈的动力系统总是存在滞后现象;用传统的常微分方程去描述物理系统只是一种近似,而且是有条件的,这就需要考虑带有各种滞后量的微分方程,诸如微分差分方程,各种具有复杂偏差变元的微分方程,有滞后量的积分微分方程,等等。

泛函微分方程是这一类方程的概括和抽象。

最早的泛函微分方程来自1750年L.欧拉提出的几何问题:求一曲线使之与其渐缩线相似。

这种曲线便满足一个特殊的泛函微分方程,此后不断从各个学科中提出这类问题。

到20世纪40年代为止,主要是研究微分差分方程的解析解。

50年代开始探讨稳定性理论,1959年H.H.克拉索夫斯基在函数空间之间建立解映射,从而确立了滞后型泛函微分方程。

70年代初,J.黑尔与A.克鲁兹分离出一类广泛的中立型方程。

1978年赫尔与加藤敏夫共同奠立了具有无穷滞后的泛函微分方程。

以后又有对其他类型的中立型泛函微分方程的研究。

给定实数r≥0,区间【-r,0】到n维实(或复)线性空间R n的连续映射全体记为C(【-r,0】,R n),简记为C,C中元素φ的范数取为则C 为巴拿赫空间且具有一致收敛拓扑。

若t0∈R,A≥0,且x∈C(【t0-r,t0+A】,R n),则对任何t∈【t0,t0+A】,记x t(θ)=x(t+θ)(-r ≤θ≤0),显然x t∈C。

若D吇R×C,给定映射ƒ:D→R n,则(1)叫做D上的滞后型泛函微分方程,记为RFDE(ƒ)。

(1)中为右导数。

若存在t0∈R,A >0 使得,(t,x t)∈D,且当)时x(t)满足(1),则称x(t)为(1)之解。

若t0∈R ,φ∈C 给定,且x(t;t0,φ)为(1)之解。

则当时称x为过 (t0,φ)的解。

由此可以建立两种解映射:及。

而且一般地说解空间是无穷维的。

当r=0时(1)退化为常微分方程,解映射为,解空间是有限维的。

二者截然不同,通常解的存在惟一性,稳定性,周期解的存在性都不等价。

一类泛函方程解的存在唯一性及其性质

一类泛函方程解的存在唯一性及其性质

3 泛 函方 程 解 的存 在 性 及 其 性 质
定 理 3 1 设 q , S×D—R,T, , S . , : jL: ×D— s, j( ) 。 a b满足 下列 条件 : 若 , ∈ 和 ,
(1 m x I ( ,) , ( ) ,q s ) ) (l I , V( ) ×D; 6) a { “ z I 1 , f l ( , J≤ 『 1 c ) , ∈S
设 ( f .f ) ( f ) 实值 B n c X, 『 和 y, 『.f 是 f I a ah空间 , X 是状 态 空间 , y是 决 策空 间. B( S D B S) 表示 将 S上 的有 界子 集 映为 有界 集 的全体 实值 映射 . 然 B S 在 R 上 对 于通 常 的加 法 与数 乘构 成 显 B( )
第 3 5卷 第 2期
2 1 0 2年 6 月
辽 宁 师 范 大 学 学报 ( 自然 科 学版 )
J u n l fLio ig No ma ie st ( t rl ce c iin o r a o a n n r lUnv r i Nau a in eEdto ) y S
Vo . 5 No 2 13 .
J n 2 1 u. 02
文 章 编 号 :0 0 1 3 ( 0 2 0 — 1 0 0 1 0 —7 5 2 1 ) 2 0 5 —4

类泛函 方程解的存在唯一性及其性质
沈 洁 , 陶雁 敏 , 曹 天 水 , 李 丹
( 宁师范大学 数学学院 , 宁 大连 辽 辽 162) 10 9
d ( ) O 一∞. . }∈ 是 C u h ^z , 一 , {2 Ⅳ 2 a cy列 当且 仅 当 Vk ∈N , , 一 ∞时 , ^ z , ) . 当 m d ( 一0 下面 给 出 两 个 引理 , 明极 其简单 ,因而 省 略. 证 弓理 1 1 设 口bCd I . , , , ∈R, 0 o t口, } o t Cd) ≤ ma { n I l一 I . 贝 p { b - p { , I x I —c ,6 f )

北京化工大学数学与应用数学专业课程设置

北京化工大学数学与应用数学专业课程设置

自动控制原理 EEE34600C(信息学院开)
16 学时
40 学时
64 学时 32 学时
40 学时
152 学时 60 学时 56 学时 48 学时 64 学时 24 学时 56 学时 64 学时
选修 单元
数学规划中的应用
阶次微分原理;增长函数和误差界;二层数学规划 问题;科研课题 曲线的曲率与挠率,Frenet 标架,曲线论基本定
微分几何
理;曲面的第一,二基本形式,高斯曲率与中曲率, 曲面论的基本定理,内蕴几何与测地线理论;活动
标架与外微分法
计算几何
Bezier 曲线、曲面;B-样条曲线、曲面;NURBS 曲线、曲面;曲线曲面光顺;计算几何的相关软件
常微分方程的基本概念;初等积分法;存在和唯 一性定理;奇解;高阶微分方程;线性微分方程 组;幂级数解法;定性理论和分支理论初步;边 值问题;首次积分;.一阶偏微分方程 群论;群的同态与同构;循环群;环论;理想; 环的同态定理;主理想整环;欧几里得环;域的 单扩张;域的代数扩张;有限域 集 合 和 点 集 ; 测 度 论 ;Lebesgue 可 测 函 数 ; Lebesgue积分;度量空间和线性赋范空间; 线 性有界算子和线性连续泛函;内积空间和 Hilbert空间;Banach空间的基本定理;线性算 子的谱 复数与复变函数;解析函数;复变函数的积分; 级数;留数;共形映射;傅里叶变换;拉普拉斯 变换 计算方法的一般概念;解线性方程组的直接法; 插值法;平方逼近与一致逼近;数值微积分;迭 代法;矩阵的特征值与特征向量;常微分方程初 值问题的数值解法
小波分析基础;小波变换;多分辨率分析和
小波分析
Mallat算法;有限的正交小波基;紧支撑的 正交小波基;小波分析的若干应用;小波分

密度泛函理论简介

密度泛函理论简介

密度泛函密度泛函理论, Density functional theory (DFT) 是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法。

密度泛函理论在物理和化学上都有广泛的应用,特别是用来研究分子和凝聚态的性质,是凝聚态物理和计算化学领域最常用的方法之一。

目录简介密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT),是基于量子力学和玻恩-奥本海默绝热近似的从头算方法中的一类解法,与量子化学中基于分子轨道理论发展而来的众多通过构造多电子体系波函数的方法(如Hartree-Fock类方法)不同,这一方法构建在一个定理的基础上:体系的基态唯一的决定于电子密度的分布(Hohenberg-Kohn定理),从而使得我们可以采用最优化理论,通过KS-SCF自洽迭代求解单电子多体薛定谔方程来获得电子密度分布,这一操作减少了自由变量的数量,减小了体系物理量振荡程度,并提高了收敛速度,并易于通过应用HF定理等手段,与分子动力学模拟方法结合,构成从头算的分子动力学方法。

这一方法在早期通过与金属电子论、周期性边界条件及能带论的结合,在金属、半导体等固体材料的模拟中取得了较大的成功,后来被推广到其它若干领域。

目前常见的基于DFT的商业软件有:VASP,CASTEP等。

Hohenberg-Kohn第二定理密度泛函理论中的另一条重要定理是Hohenberg-Kohn第二定理证,它证明了以基态密度为变量,将体系能量最小化之后就得到了基态能量。

最初的HK理论只适用于没有磁场存在的基态,虽然现在已经被推广了。

最初的Hohenberg-Kohn定理仅仅指出了一一对应关系的存在,但是没有提供任何这种精确的对应关系。

正是在这些精确的对应关系中存在着近似(这个理论可以被推广到时间相关领域,从而用来计算激发态的性质[6])。

Kohn-Sham方法密度泛函理论最普遍的应用是通过Kohn-Sham方法实现的。

在Kohn-Sham DFT的框架中,最难处理的多体问题(由于处在一个外部静电势中的电子相互作用而产生的)被简化成了一个没有相互作用的电子在有效势场中运动的问题。

泛函分析期末考试题库及答案

泛函分析期末考试题库及答案

泛函分析期末考试题库及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 下列哪个选项不是泛函分析中的基本概念?A. 线性空间B. 线性算子C. 微分方程D. 范数答案:C2. 希尔伯特空间中的内积满足的性质不包括以下哪一项?A. 线性B. 对称性C. 正定性D. 可逆性答案:D3. 以下哪个是紧算子的性质?A. 有界B. 可逆C. 连续D. 可微答案:A4. 以下哪个定理是泛函分析中的基本定理?A. 泰勒定理B. 格林定理C. 里斯表示定理D. 牛顿-莱布尼茨定理答案:C二、填空题(每题5分,共20分)1. 在泛函分析中,一个线性空间的基是一组线性______的向量。

答案:无关2. 一个线性算子是______的,如果它将一个有界集映射到一个有界集。

答案:有界3. 一个线性算子是______的,如果它将一个紧集映射到一个紧集。

答案:紧4. 一个线性算子是______的,如果它在某个线性空间上是连续的。

答案:连续三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述什么是线性空间,并给出其基本性质。

答案:线性空间是一个集合,其中的元素称为向量,满足加法和数乘两种运算,并且满足加法交换律、加法结合律、数乘分配律等性质。

2. 解释什么是紧算子,并给出一个例子。

答案:紧算子是一个线性算子,它将任意有界序列映射到一个收敛序列。

例如,考虑在L^2空间上的算子K,定义为K(f)(x) =∫f(t)sin(x-t)dt,它是一个紧算子。

3. 描述什么是希尔伯特空间,并说明其与欧几里得空间的关系。

答案:希尔伯特空间是一个完备的内积空间,它允许无限维向量的存在。

希尔伯特空间是欧几里得空间的推广,其中欧几里得空间是有限维的希尔伯特空间。

四、计算题(每题15分,共30分)1. 给定线性算子A: L^2(0,1) → L^2(0,1),定义为A(f)(x) =∫₀^x f(t)dt,证明A是一个紧算子。

答案:略2. 考虑在L^2(-1,1)上的算子B,定义为B(f)(x) = xf(x),证明B是一个有界算子,并求出其范数。

具有两个变量的二次泛函方程的稳定性

具有两个变量的二次泛函方程的稳定性

f( 2 x+ Y, 2 z+ 叫) + f( 2 x一 . y , 2 z一 叫)一 2 / ’ ( + , + 叫) +2 f ( x— Y, 2 一 训) +4 f( z, ) 一
2 y( , 叫) 。 ( 1 )
当X= = = Y— R时, 可知 二次 型 f ( x, )一 a . z - + b x y+ c y 。 为方程 的一个 解 。 称方程( 1 )为 两 个 变 量 的二次 泛 函方程 。 设 g: X — y 为一 个 映射 , 考
第 3 4 卷 第 3期 青 岛 科 技 大 学 学 报( 自然科 学 版 ) Vo 1 . 3 4 No . 3 2 0 1 3年 6月 J o u r n a l o f Qi n g d a o Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ( Na t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ) J u n . 2 0 1 3
中, 很 多学者 研究 了单个 变量 的 二 次或 三 次泛 函 方程 的稳定性 问题 , 但对 于两 个 变量 的泛 函方 程
的 稳 定 性 问题 研 究 不 是 很 多 。 本 研 究 主 要 讨 论 这
等在文献 E 7 ]中研究 了方 程 ( 2 )的稳定 性 。 在 文献 [ 8 ]中 , 考 虑 了两 个泛 函方 程 ( 1 )和 ( 2 )之 间 的关 系, 并得 到 了这类方 程 的一般解 。
CAO J i a n — b i ng
( De p a r t me n t o f Ma t he ma t i c s ,Ea s t Ch i n a No r ma l Un i v e r s i t y,S h a n g h a i 2 0 0 2 41 ,Ch i n a )

口亡一一一一由引理这个方程有唯一...

口亡一一一一由引理这个方程有唯一...

学号§塑密级尘珏理学硕士学位论文不动点理论在泛函微分方程周期解的研究中的应用丁黎明硕士生姓名数学学科专业微分方程与动力系统研究方向李志祥教授指导教师国防科学技术大学研究生院二八年十一月国防科学技术大学研究生院学位论文摘要周期运动是自然界中的一种普遍现象,研究泛函微分方程周期解的存在性和稳定性具有非常重大的意义.本文用不动点定理研究了一类泛函微分方程的周期解的存在性和几类泛函微分方程的零解的稳定性,共由三章组成.第一章简要介绍了泛函微分方程的发展背景、研究现状和不动点理论在研究泛函微分方程周期解的存在性与稳定性方面的应用,以及本文的主要工作.第二章利用不动点定理研究了一类产生于传输线理论中的中立型泛函微分方程‖一“’?一一?一?的周期解的存在性及其稳定性,给出了判定传输线内是否具有稳定周期振荡的一种有效方法.第三章用不动点定理研究了三类泛函微分方程亡一仡【一一】?他,祝的零解的稳定性,对;一稳定性问题进行了推广,改进了已有的结果.关键词:不动点;传输线;泛函微分方程;稳定性第页国防科学技术大学研究生院学位论文.. ,,..乱一亡一一一一.一一.. .‘一?一一一.】?缸,祝..:; ; ;第页独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果,也不包含为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

学位论文题目:丕边:量堡诠垄逶鱼邀佥友猩周塑簋的堡窥主鲍廑周学位论文作者签名::三’日期:细年≧月歹日鏊堡旦学位论文版权使用授权书本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定。

本人授权国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档,允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

关于闭图像定理的一个注记

关于闭图像定理的一个注记

收稿日期:2021-01-21基金项目:国家自然科学基金项目“带有gH -导数的时间尺度上模糊动力学方程的解与U lam 稳定性研究”(11701425);天水师范学院伏羲科研创新团队项目“微分方程建模分析与数值模拟”(F X D 2020-03).作者简介:沈永红(1982—),男,甘肃西和人,博士,副教授.研究方向:模糊分析、泛函方程及微分方程的稳定性.关于闭图像定理的一个注记沈永红,孙小科(天水师范学院数学与统计学院,甘肃天水741001)摘要:闭图像定理表明Banach 空间中线性算子图像的闭性蕴含算子的连续性.相反地,一个更一般的结论是从拓扑空间到Hausdorff 空间的映射的连续性蕴含其图像的闭性.本文通过举例说明了其逆命题不成立,特别强调了值域空间的Haudorff 分离性的重要性.此外,利用此结论证明了Banach 空间中线性算子对于弱拓扑的连续性与对于强拓扑的连续性等价.最后,通过对值域空间附加紧致性条件建立了从一个拓扑空间到一个紧致Hausdorff 空间的映射的连续性与其图像闭性之间的等价刻画.关键词:Hausdorff 空间;紧致空间;闭图像定理;连续性;闭性中图分类号:O177.2;O189.1文献标志码:A文章编号:1008-9020(2021)02-001-041引言及预备知识闭图像定理是泛函分析中一个十分重要的结论,此定理揭示了Banach 空间中线性算子图像的闭性与其连续性之间的关系.相反地,作为闭图像逆命题的推广,可以看到对于从拓扑空间到Hausdorff 空间的映射而言,其连续性也蕴含着图像的闭性.综合这两部分结论,作为特殊情形容易看到在Banach 空间中一个线性算子的连续性与其图像的闭性是等价的.事实上,在一般的拓扑空间中由一个映射的连续性来导出其图像的闭性时,相应值域空间的Hausdorff 分离性起到了至关重要的作用.下面将通过举反例方式对此作进一步解释和说明.除此之外,一个更有意义的问题是建立一般拓扑空间中映射连续性与其图像闭性之间的等价关系.从泛函分析课程教与学的角度来看,这一问题的提出对学生学习泛函分析课程具有很好的启发意义.下面是一些相关的基本概念与结论.定义1[1]一个拓扑空间X 称为是Hausdorff 空间,如果对于X 中任意两点存在各自的(开)邻域使得这两个(开)邻域不交.定义2[1]一个拓扑空间X 称为是紧致空间,如果X 的每一个开覆盖都有一个有限子覆盖.引理1[1]设X 与Y 是两个集合.若A ⊂X ,B ⊂Y 则Descartes 积A ×B 相对于X ×Y 的余集(A ×B )c =(A c ×Y )∪(A ×B c ).闭图像定理[2]设X ,Y 是Banach 空间.L ∶X →Y 是线性算子.若算子L 的图像G L ={(x ,L (x ))|x ∈X }是积空间X×Y 中的闭集,则算子L 是连续的.引理2若X 是拓扑空间,Y 是紧致空间,则坐标投射πx ∶X×Y →X 是闭映射.证明设A 为X×Y 中的任一闭集,下证πx (A )为X 中的闭集.设x ∈πx (A ),则存在网{x α}α∈Γ⊂πx (A ),使得x α→x .由于对任意的α∈Γ,有x α∈πx (A ),进而存在相应的y α∈Y ,使得(x α,y α)∈A .又由Y 是紧致空间,所以存在网{y α}α∈Γ的子网{y β}β∈Γ1(Γ1⊂Γ),使得y β→y ∈Y .注意到x α→x 蕴含x β→x .另外,由于A 是闭的,所以有(x ,y )∈A .从而,x ∈πx (A ).证毕.1第26卷第2期(2021)Vol.26No.2(2021)注1事实上,引理2是文献[3]中的Kuratowski 定理(125页)的一部分结果,其证明是借助Wal⁃lace定理来完成的.此处,利用网收敛提供了另一种证明方法.下面的定理1实质上可看成是Banach空间中闭图像定理的逆命题在拓扑空间中的推广.定理1[4]若X是拓扑空间,Y是Hausdorff空间,f∶X→Y是一个连续映射,则映射f的图像G f 是积空间X×Y中的闭集.特殊地,若定理1中的拓扑空间X与Y均退化成Banach空间,则可得推论1.推论1若X,Y是Banach空间,L∶X→Y是一个连续的线性算子,则算子L的图像G L是X×Y 中的闭集.事实上,推论1是闭图像定理的一个逆定理.进一步,结合闭图像定理可得到连续线性算子的一个等价刻画,即推论2.推论2若X,Y是Banach空间,L∶X→Y是一个线性算子.则算子L是连续的充分必要条件是算子L的图像G L是X×Y中的闭集.定理2[1]若X是拓扑空间,则X是Hausdorff 空间的充分必要条件是积空间X×X的对角线△={(x,x)∈X×X|x∈X}是一个闭集.从映射图像的角度来看定理2中的对角线,实际上是从拓扑空间X到自身的恒等映射i X的图像G iX,这意味着拓扑空间的Hausdorff分离性可由其上恒等映射图像的闭性来等价刻画.于是可容易得到推论3.推论3若X是拓扑空间,则X是Hausdorff 空间的充分必要条件是恒等映射i X的图像是积空间X×X中的闭集.2推广的闭图像定理逆命题的几点注记下面通过举例来说明定理1中值域空间Y的Hausdorff分离性对于决定连续映射图像闭性时的重要作用.首先来说明映射的值域空间不具有任何分离性质时,定理的结论将未必成立.例1设集合X={a,b,c},Y={d,e}.定义X与Y上的拓扑分别为T X={Ø,{a},{b},{a,b},X},T Y={Ø,Y}.定义从集合X到Y的映射f为f(a)=f(b)=d,f(c)=e.注意到集合Y上的拓扑是平庸拓扑,易知拓扑空间(X,T X)无任何分离性.显然,映射f是连续映射.根据X与Y上的拓扑可得Descartes积X×Y上的拓扑T X×Y={Ø,{a}×Y,{b}×Y,{a,b}×Y,X×Y}.根据引理1,可得积拓扑T X×Y对应的闭集族为F X×Y={Ø,{b,c}×Y,{a,c}×Y,{c}×Y,X×Y}.由映射f的定义,图像G f={(a,d),(b,d),(c,e)}={{a,d}×{d},{c}×{e}}.显然,G f⊄F X×Y.因此,映射f的图像G f不是积空间中的闭集.下面的例子表明如果值域空间只满足T1分离性公理,但不满足Hausdorff分离性公理,那么定理的结论仍然未必成立.例2设X=R带有通常拓扑T,Y=R带有有限补拓扑T f.定义从X到Y的映射f满足f(x)=x.由于Y中的每个单点集都是闭集,于是由文献[1]中的定理6.1.2可知,Y是T1-空间.进一步可以证明Y在有限补拓扑下不是一个Hausdorff空间.又由T f⊂T以及映射f的定义可知,f是一个连续映射.但是映射f的图像(实际是积空间中的对角线)G f=△={(x,x)∈R×R|x∈R}不是积空间X×Y中的闭集.事实上,对于任意的(x,y)∈G c f,有x≠y.任取T中包含x的开集U和T f中包含y的开集V,容易看到(U×V)∩G f≠Ø.于是U×V⊄Gcf,这意味着在积空间中不存在包含(x,y)且含在Gcf中的开集.从而可知Gcf不是积空间X×Y中的开集.因此,G f不是积空间X×Y中的闭集.注2以上的两个例子表明在利用拓扑空间中映射的连续性来刻画其图像闭性的过程中,值域空间的Hausdorff分离性是一个不可或缺的条件.此外,结合定理2或推论3与例2可以看到Hausdorff分离性对于恒等映射在决定积空间的对角线的闭性或恒等映射图像的闭性中的重要作用.沈永红,孙小科:关于闭图像定理的一个注记2作为定理1的应用,下面将利用其证明Banach 空间中线性算子对于弱拓扑的连续性与对于强拓扑的连续性的等价性.定理3设X ,Y 是Banach 空间,L ∶X →Y 是线性算子.则L 对于X ,Y 的弱拓扑是连续的充分必要条件是L 对于X ,Y 的强拓扑是连续的.证明记X 上的强弱拓扑分别为T sX 和T wX ,Y上的强弱拓扑分别为T sY 和T wY .必要性.由条件,L 对于X ,Y 的弱拓扑连续.由定理1可知,算子L 的图像G L 是由弱拓扑导出的积空间X×Y 中的闭集.又由于T wX ⊂T sX ,T wY ⊂T sY ,故算子L 的图像G L 也是由强拓扑导出的积空间X×Y 中的闭集.利用闭图像定理可知,算子L 对于X ,Y 的强拓扑连续.充分性.利用弱拓扑的性质,要证算子L 对于X ,Y 的弱拓扑连续,只需要证明对于任意°y *L y *∈Y *,:x →(Lx ,y *),是从弱拓扑空间(X ,T wX )到数域F 的连续泛函.由条件,L ∈B (X ,Y ),于是(Lx ,y *)=(x ,L *y *).°容易看到,是从(X ,T wX )到F 的连续泛函.°y *L 证毕.3映射连续性与其图像闭性之间的一个等价刻画文献[2]中(P292~293)所给的例子.考虑从X 到Y 的微分算子D =d dt,其中X =C 1[a ,b ],Y =C [a ,b ].容易验证算子D 是不连续的线性算子,但是一个闭算子.从而可知其图像G D 是积空间X×Y 中的闭集.然而,如果将X 仅看作由范数所导出的拓扑空间,Y 作为Banach 空间,显然是一个Hausdorff 空间,那么以上的结论表明定理1的逆命题一般并不成立,即就是说在对于一个从拓扑空间到Hausdorff 拓扑空间的映射,映射图像的闭性并不蕴含映射的连续性.然而,如果在值域空间上附加一个紧致性条件,则可得到如下有关映射连续性与其图像闭性关系之间的一个等价刻画.定理4若X 是拓扑空间,Y 是紧致Hausdorff空间,f ∶X →Y 是一个映射,则映射f 连续的充分必要条件是f 的图像G f 是积空间X×Y 中的闭集.证明记积空间X×Y 到坐标空间X 与Y 的投射分别为πx 与πy .由定理1,必要性显然.下证充分性.对于任意Y 中的闭集A ,注意到f -1(A )=πx (π-1y (A )∩G f ).利用坐标投射的性质,πy 是从X×Y 到Y 的连续映射,于是π-1y (A )是X×Y 中的闭集.由条件G f 的闭性可知,π-1y (A )∩G f 也是积空间X×Y 中的闭集.又由于Y 是紧致的,由引理2可知投射πx 是闭映射.于是,πx (π-1y (A )∩G f )是X 中的闭集.即f -1(A )是X 中的闭集.由A 的任意性,f ∶X →Y 是一个连续映射.证毕.注3从定理4的证明可以看出,结论必要性部分只需要Y 是Hausdorff 空间,而充分性部分只需要Y 是紧致空间.事实上,紧致性是一个较强的条件,如果去掉此条件,只要求投射πx 是一个闭映射,那么便可得到如下一个更为一般的结论.定理5设X 是拓扑空间,Y 是Hausdorff 空间,f ∶X →Y 是一个映射.若坐标投射πx ∶X×Y →X 是闭映射,则映射f 连续的充分必要条件是f 的图像G f 是积空间X×Y 中的闭集.此定理的证明过程同定理4,此处从略.4结论映射的连续性与其图像的闭性之间存在着密切的联系.闭图像定理表明在Banach 空间中一个线性算子图像的闭性蕴含着该算子的连续性.相反地,一个更一般的结果是从一个拓扑空间到一个Hausdorff 空间的映射的连续性蕴含着其图像的闭性.结合闭图像定理,可以看到在Banach 空间中线性算子的连续性与其图像的闭性等价.同时,借助此结论可以证明在Banach 空间中线性算子对于3第26卷第2期(2021)Vol.26No.2(2021)责任编辑:詹紫浪强拓扑的连续性与对于弱拓扑的连续性等价.最后,从对映射的连续性与其图像闭性之间关系推广的角度出发,建立了从拓扑空间到紧致Hausdorff 空间映射的连续性与其图像闭性之间关系的等价刻画.然而,由于空间的紧致性是一个比较强的附加条件,对于从拓扑空间X 到Hausdorff 空间Y 的映射f 而言,如果去掉值域空间Y 的紧致性,需要给映射f 附加什么条件才能保证该映射的连续性与其图像的闭性相互等价,这是一个值得进一步思考的问题.参考文献院[1]熊金城.点集拓扑讲义[M].4版.北京:高等教育出版社,2011:15-169.[2]郭懋正.实变函数与泛函分析[M].北京:北京大学出版社,2005:289-293.[3]江辉有.拓扑学基础[M].北京:科学出版社,2020:123-126.[4]Rudin W.泛函分析[M].刘培德袁译.北京:机械工业出版社,2012:36-38.A Note on the Closed Graph TheoremSHEN Yong-hong,SUN Xiao-ke(School of Mathematics and Statistics,Tianshui Normal University,Tianshui Gansu 741001)Abstract:The closed graph theorem shows that the closedness of the graph of the linear operator in Banach spaces implies its conti -nuity.On the contrary,a more general conclusion is that the continuity of the mapping from a topological space to a Hausdorff space implies the closedness of its image.This paper provides several counterexamples to illustrate the inverse proposition is not true,andespecially emphasizes the importance of the Haudorff separation of the range space.In addition,this conclusion is used to prove that the continuity of linear operators in Banach space for the weak topology is equivalent to the continuity for the strong topology.Finally,an equivalent characterization between the continuity of the mapping from a topological space to a compact Hausdorff space and the closedness of its image is established by attaching a compactness condition to the range space.Key words:Hausdorff spaces;compact spaces;closed graph theorem;continuity;colosedness沈永红,孙小科:关于闭图像定理的一个注记4。

泛函分析在偏微分方程中的作用是什么

泛函分析在偏微分方程中的作用是什么

泛函分析在偏微分方程中的作用是什么在数学的广袤领域中,偏微分方程和泛函分析都是极为重要的分支。

泛函分析这一工具,对于解决偏微分方程的相关问题发挥着不可或缺的作用。

那么,泛函分析在偏微分方程中的作用究竟是什么呢?要理解这一点,我们首先得明白什么是偏微分方程。

简单来说,偏微分方程就是包含未知函数的偏导数的方程。

它在物理学、工程学、生物学等众多领域都有广泛的应用。

比如,描述热传导的热方程、描述波动现象的波动方程,以及描述流体流动的纳维斯托克斯方程等,都是常见的偏微分方程。

而泛函分析呢,则是研究无穷维向量空间上的函数、算子和极限等概念的数学分支。

它为处理偏微分方程提供了强大的理论基础和有效的工具。

泛函分析为偏微分方程提供了一种系统的分析方法。

通过将偏微分方程转化为对应的泛函形式,我们可以利用泛函分析中的定理和方法来研究方程的解的存在性、唯一性和稳定性等重要性质。

就拿存在性来说吧。

在研究偏微分方程时,我们首先关心的问题之一就是方程是否有解。

泛函分析中的不动点定理,如巴拿赫不动点定理,为我们提供了一种有力的工具来证明偏微分方程解的存在性。

例如,对于某些类型的非线性偏微分方程,我们可以通过构造适当的映射,并证明该映射满足不动点定理的条件,从而得出方程存在解的结论。

唯一性也是偏微分方程解的一个关键性质。

泛函分析中的一些定理,如逆算子定理,能够帮助我们确定在何种条件下偏微分方程的解是唯一的。

这对于我们准确理解和描述物理现象至关重要。

如果一个偏微分方程的解不唯一,那么我们就无法确定哪个解才是真正反映实际情况的。

稳定性同样重要。

它关乎到当方程中的参数或者初始条件发生微小变化时,解的变化情况。

在泛函分析中,通过研究算子的范数和连续性等性质,我们可以对偏微分方程解的稳定性进行深入分析。

这对于实际应用中的数值计算和误差估计具有重要意义。

泛函分析中的空间理论在偏微分方程中也发挥着关键作用。

比如索伯列夫空间,它为偏微分方程解的正则性研究提供了合适的框架。

材料科学基础-张代东-习题答案

材料科学基础-张代东-习题答案

第1章 习题解答1-1 解释下列基本概念金属键,离子键,共价键,范德华力,氢键,晶体,非晶体,理想晶体,单晶体,多晶体,晶体结构,空间点阵,阵点,晶胞,7个晶系,14种布拉菲点阵,晶向指数,晶面指数,晶向族,晶面族,晶带,晶带轴,晶带定理,晶面间距,面心立方,体心立方,密排立方,多晶型性,同素异构体,点阵常数,晶胞原子数,配位数,致密度,四面体间隙,八面体间隙,点缺陷,线缺陷,面缺陷,空位,间隙原子,肖脱基缺陷,弗兰克尔缺陷,点缺陷的平衡浓度,热缺陷,过饱和点缺陷,刃型位错,螺型位错,混合位错,柏氏回路,柏氏矢量,位错的应力场,位错的应变能,位错密度,晶界,亚晶界,小角度晶界,大角度晶界,对称倾斜晶界,不对称倾斜晶界,扭转晶界,晶界能,孪晶界,相界,共格相界,半共格相界,错配度,非共格相界〔略〕1-2 原子间的结合键共有几种?各自特点如何? 答:原子间的键合方式与其特点见下表。

类 型 特 点离子键 以离子为结合单位,无方向性和饱和性 共价键 共用电子对,有方向性键和饱和性 金属键 电子的共有化,无方向性键和饱和性分子键 借助瞬时电偶极矩的感应作用,无方向性和饱和性 氢 键依靠氢桥有方向性和饱和性1-3 问什么四方晶系中只有简单四方和体心四方两种点阵类型?答:如下图所示,底心四方点阵可取成更简单的简单四方点阵,面心四方点阵可取成更简单的体心四方点阵,故四方晶系中只有简单四方和体心四方两种点阵类型。

1-4 试证明在立方晶系中,具有相同指数的晶向和晶面必定相互垂直。

证明:根据晶面指数的确定规则并参照下图,〔hkl 〕晶面ABC 在a 、b 、c 坐标轴上的截距分别为h a 、k b 、l c ,k h b a AB +-=,l h c a AC +-=,l k ca BC +-=;根据晶向指数的确定规则,[hkl ]晶向cb a L l k h ++=。

利用立方晶系中a=b=c , 90=γ=β=α的特点,有0))((=+-++=⋅kh l k h ba cb a AB L 0))((=+-++=⋅lh l k h ca cb a AC L 由于L 与ABC 面上相交的两条直线垂直,所以L 垂直于ABC 面,从而在立方晶系具有相同指数的晶向和晶面相互垂直。

数学中的微分方程与泛函分析

数学中的微分方程与泛函分析

微分方程和泛函分析是数学中重要且相互关联的两个分支。

微分方程是描述自然界中变化规律的数学工具,而泛函分析则是研究函数空间和算子的理论。

微分方程可以看作是包含未知函数及其导数的等式。

它们在物理学、工程学等领域中具有广泛的应用,如描述物体运动、电路电压、流体力学等。

微分方程可以分为常微分方程和偏微分方程。

常微分方程只包含未知函数的一阶或高阶导数,而偏微分方程涉及到多变量的导数。

对于某些复杂的实际问题,只有通过了解微分方程的性质和解的存在性才能进行合理的建模和求解。

泛函分析是对函数空间进行研究的一门学科。

函数空间是包含各种函数的集合,如连续函数、可微函数、L^p空间等。

泛函分析考虑的是函数空间上的函数及其性质,如连续性、可微性、收敛性等。

它研究的重点是函数空间上的算子,即将一个函数映射到另一个函数的操作。

常见的算子有微分算子、积分算子、傅里叶变换算子等。

泛函分析的研究对象还包括弱收敛、强收敛、紧性等概念,这些性质在微分方程的求解中起到了重要的作用。

微分方程和泛函分析之间存在着密切的联系。

微分方程的解往往存在于某个函数空间中,这就需要借助于泛函分析的理论工具来研究函数空间中的性质。

例如,对于某些微分方程,可以通过构造相应的变分问题,将微分方程转化为极值问题。

这就需要引入泛函空间和变分方法进行分析。

同时,泛函分析的一些定理和方法也可以用于解微分方程的存在性、唯一性和稳定性问题。

例如,通过固定点定理、拓扑度量理论等方法,可以证明某些微分方程解的存在性和连续性。

微分方程和泛函分析相互促进,共同推动了数学的发展。

微分方程为泛函分析提供了许多具体问题和实例,从而推动了泛函分析的理论研究。

泛函分析则为微分方程的求解提供了有力的工具和方法,使微分方程的研究更加深入和全面。

在实际应用中,微分方程和泛函分析经常相互结合。

通过将微分方程转化为泛函空间上的极值问题或变分问题,可以对微分方程进行更深入的研究和求解。

这种结合不仅提高了问题的求解效率,还为工程和科学领域的应用提供了更加准确和可靠的数学方法。

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第15卷第2期2013年6月应用泛函分析学报一C T A A N A L Y SI S FU N C T I O N A L I S A PPL I C 爿别V ol :15j N o 。

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2013:00097利办囱基;1009-1327(2013)02—0097~12一羹囊雾冀薹雾鋈薹雾薹羹翼蓁雾羹蓁蓁垂蓁羹蓁蓁霉囊蓁霾i 雾鋈i 掣零塞霎强调:“在汉语中不是什么形容词都可以重叠”。

可以参照《汉语水平词汇与汉字等级大纲》中形容词重叠的比例,让学生在宏观上有一个整体的把握。

其中,特别需要强调定量化的形容词不能重叠。

朱景松(2003)提出,一些表示绝对量的词和一些表示量达到极致的词是不能重叠的,pj 而这些词大都在泰语中具有重叠形式。

例如:婧a(真),泰语中存在从重叠式请寸1,但是汉语中“真”作为一个绝对量的形容词,一般情况下是不能重叠的。

学生受到母语负迁移的影响,产生偏误“他弄得我真真地爱上了他”。

(二)汉、泰形容词重叠式的对应性问题。

汉、泰形容词中有一部分表达相同或者相近意义的形容词的重叠形式不是一一对应的。

汉、泰形容词重叠式经常出现这样的情况,在汉语中是灿蛆B 式。

而对应的泰语的重叠式是A B A B 式。

例如安宁翻u ,汉语的重叠形式为A A B B 式:安安宁宁,而泰语的重叠形式为A B A B 式:嗣dul 。

A AB B 式和A B A B 式分别是汉语和泰语中双音节形容词最常用的重叠方式,因而,汉语中以A A B B式重叠的形容词,在泰语中以A B A B 式重叠的概率较大。

再如“可爱”在汉语中是不能重叠的形容词,但泰语中表达相似意思的词语们翔,存在重叠式A B A B 式们饷1,泰国学习者受到母语的负迁移的影响,产生“小狗可爱可爱”这样的偏误。

所以在教学中,汉、泰形容词重叠式的对应性值得向学生强调。

(三)形容词重叠式的生造问题。

泰国学习者经常根据母语习惯生造重叠式:(1)夜来香呀,夜来香,我是真的想念你,想念你那白白细细的100应用泛函分析学报第15卷2)若,是奇映射,则,为三次映射.证明如果,是偶映射,则,=丘.由定理1,我们可以得到,为二次映射.如果,是奇映射,则,=,o,由定理1得,为三次映射.,口3泛函方程(4)的模糊稳定性在本节中,我们总是假设x为一个实线性空间,(KⅣ)是一个模糊B ana ch空间并且(z,Ⅳ7)是一个模糊赋范空间.给定一个映射,:X_y,定义D,(z,可)=2,(2z+剪)+2.厂(2z一可)一4,(z+可)一4,(z一耖)一4.厂(2。

)一.厂(2可)+8.厂(z)+8.厂(y),其中z,可∈x.定理2设Q∈(4,+。

)并且妒:X×x—z为一个函数满足Ⅳ7(妒(。

,詈),。

)≥Ⅳ7c妒c。

,z,,Q。

,c,熙Ⅳ,(4”妒(云,杀),n)=㈣,其中z,y∈x且o>o.设,:x—y为—偶映射且满足,(o)=o和Ⅳ(D,(z,爹),o)≥Ⅳ’(妒(z,可),n)(13)其中z,可∈x且o>0.则存在唯一的二次映射Q:X—y使得Ⅳ(Q(z)一,(z),。

)≥Ⅳ’(妒(o,z),兰!竺三二兰2)(14)其中z∈X且o>0.证明在(13)中,令z=0可得Ⅳ(4.厂(y)一.厂(2Ⅳ),n)≥Ⅳ7(妒(O,耖),o)(15)Ⅳ(4州,(南)叩,(去)∥。

)刎(妒(。

,南),。

)知e则㈡∥+1a,㈣,Ⅳ(4州,(嘉)邛,(;),筹)刈c加加,∽,Ⅳ(4”,(;)叫巩蓦嘉)三Ⅳ(4“,(昙)硝。

1,(嘉)"’(嘉)卅’(嘉)+..州心)叫咄薹嘉)∞,冽n变∽’c嘉H‘船),筹))≥Ⅳ7(妒(o,z),o)下证序列{4“,(斋))是一个cauchy列.对所有的m,佗∈N且m,仃≥o,由(18),(Ⅳ3)和(11)可得Ⅳ(4~,(南)卵啦),妻等)刈(妒(。

,和)刈溆吣扣M㈣,Ⅳ(4一,(赤)叩啦),”萎1嘉)刎M吣加,㈣,第2期王利广,等:—类源自二次和三次映射的混合泛函方程的模糊稳定性103Ⅳ(等掣一掣,筹)刈c忡加,对所有的n∈N,z∈X和a>0,由(33)得Ⅳ(掣-,(砒n∥--1(tia/=Ⅳ(譬一可f(2--k)+可f(2n-lx)一可f(2'1-2x)+...+掣-,(吐n二--1丽aia)≥111i n n婪--1<Ⅳ”f(2i矿+lx)~下f(2ix)景)>(33)(34)下证序列,趔8m l J是一个C auchy列.对任何m,n∈N,m,n≥0,由(34),(Ⅳ3)和(24),我们可以得到Ⅳ(紫一掣,篆斋)刈似叩吲㈠刈(们㈡,杀)∞,其中z∈X且a>0.在(35)中,用口”a代替a可得Ⅳ(訾一譬,…基1嘉)≥删吣加,∞,其中z∈X和口>0.在(36)中,用i再罟广,代替o,有Ⅳ(訾一可f(2nx),n)刈(们㈡’∑富~开ot i(37)其中z∈X和n>0.因为Q∈(o,8),所以∑+i=。

oO{(詈)‘<00.因此在(37)中,令m,n一∞,且由(Ⅳ5)可得哪lira。

N(紫一掣,。

)≥哪lim.。

N'(们㈡,露啄a)吐其中z∈x且n>0.故序列{簪】.是Y q日N-+C auchy列,其中z∈x.因为(×Ⅳ)是一个模糊B anach空间,所以对所有的z∈X,序列.[厶;≯}是收敛列.因此我们可以定义一个映射H:X_y为酢)=Ⅳ一熙掣,m_∞^…Ⅳ(譬叫础口)刈(们㈡,≤≮),其中z∈X且a>0.由(Ⅳ4),我们可以得到阳㈤叫破n,≥嘶n{Ⅳ(酢,一型8m,抄(譬卅巩兰)>㈣,其中z∈X和o>0.’在(38)中,令m_∞,再由(Ⅳ6),,--I vA j{4NⅣ(日㈤_,(吐啦撬Ⅳ(譬-,(吐耋)≥l甄小吣),唾蕊a)圳(柙㈡,掣),106应用泛函分析学报第15卷其中z,Y∈X和a>0.由定理3,存在唯一的二次映射Q:X—y使得Ⅳ(Q(z)一,e(z),n)≥m i n N’(西(。

,z),—a—(4_i-型),Ⅳ7(≯(。

,一z),a142a))},其中z∈X和a>0.令f o(x)=}i f l z)一,(一z)),其中z∈x,则有f o(O)=0,f o是一个偶映射且满足N(D f o(z,可),a)≥m i n{N7(咖(z,可),口),N7(咖(一z,-y),o)),其中z,Y∈x和a>0.由(26)和(Ⅳ5)得l i m N’(咖(2”z,2”可),8”o)≥l i m N7(≯(2”z,2”可),4”口)=1,其中z,Y∈X且a>0.由定理4,存在唯一的三次映射H:x—y使得呻㈤叫砒。

)/>rai n N心(0'吐掣),Ⅳ,(卿,刊,掣a(8-)),其中z∈X和a>0.显然有,(茁)=丘(。

)+厶(z),z∈x,则Ⅳ(∞)+脚)-,(巩。

)≥IIlin{Ⅳ(∞)一饰),量),Ⅳ(脚)一饰),罢))≥醚㈦吐其中z∈x且a>0.口推论2设8∈酞,秽≥0,p∈(0,2)U(3,+o。

)且x是一个赋范空间,其范数为¨¨在R上,根据例1.2定义Ⅳ7为一模糊范数.设一个映射f:X—y满足不等式N(D f(x,可),a)≥N’(e(1l=l l p+l lyl l卢),口),其中z,Y∈x其口>0.则存在唯一的二次映射Q:X—y和唯一的三次映射日:x—y使得ⅣcQ c z,+日c z,一,c z,,。

,≥{a(4—0t)a(4一O t)+4e]l=l l pa(a一8)口(a一8)+4el l xl l卢O L∈(o,4),p∈(o,2),2卢≤a,a∈(8,+。

),p∈(3,+。

),2卢≥Q,其中z∈X且a>0.证明令妒(z,可)=e(1lzI I卢十I l yl l卢).当a∈(o,4),p譬(o,2)且2卢{Q时,Ⅳ7({,olO,2。

),。

)=Ⅳ,(2口ollz限a)2再南丽,Ⅳ弘媳z),。

)=Ⅳ7(sel l z胁)2再碉a琊,1i m N7(妒(2”z,2“Ⅳ),4“口)=l i m N,(2”卢e(1l=l lz+Il yll卢),4”n)2熙再而币孤丽‘1’t l_∞,T上H f l l个l l p士m川一I I:一l¨其中z,Y∈x且o>0.容易证明,(z)=惫是一个单调递减的函数,其中z,o>0.因为2卢≤Q,所以N,(妒(o,2z),o)≥N7(a妒(o,茁),o).由定理7,则存在唯一的二次映射Q:X_y和唯一的三次映射H:X一】,使得N(Q(x)+H(x)一,(z),a)≥幽N0㈣吐掣)∥(们,刊,掣),Ⅳ小㈣巩掣)∥(卅“掣)>8(4一a1其中z∈X和a>0第2期王利广,等:一类源I刍二次和三次映射的混合泛函方程的模糊稳定性107当Q∈(8,+∞),p∈(3,+oO),且2口≥a时,有Ⅳ7(妒(。

,加)圳(掣,。

)=痞‰,N7(妒(0,z),o/a)=N7(口l l z||卢,Q n)=Q n乜o+oll xll卢’…lira N7(8”妒(云,芸),。

)=熙Ⅳ7(翱圳㈠川n,。

)2黑再而币可丽而叫’n_∞n+仃I|I Z¨一+¨f川yI I窖;r l¨其中z,Y∈X和n>0.容易证明f(x)=署:是—个单调递增的函数,其中z,n>0.因为2卢≥O l,所以N7(妒(o,考),a)≥N7(妒(o,z),Q n).由定理6,则存在唯一的二次映射Q:X—y和唯一的三次映射H:X_y使得N(Q(x)+H(x)一,(z),a)≥nl i n N0(吣),of Q一4Ⅳ0㈣巩等o(Q一8)=。

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_--_____-___________-‘一o(Q一8)+40l l xl l'’其中z∈X且a>0.参考文献尘)堕),.NN I。

,r妒(o,一z),lfv(o,一z),{of Q一4nf Q一4口…1U l am S M.A col l ect i on of m a t hem a t i c a l pr obl em s【M】.Int er sci ence T r act s i n Pur e a nd A ppl i e d M at he-m at i cs,no.8I nt er s ci en ce P u bl i s her s,N e w Y or k-L ondon,1960.【2】H yer s D H.O n t he s t a bi l i t y of t he l i ne ar f unct i onal equat i on【J].Pr oc N at A cad Sci(U SA),1941,27(4):222-224.【3】3S k of F.L ocal pr oper t i es a nd appr oxi m at i ons of oper at or s【J1.R end Ser e M at Fi s M i l ano,1983,53:113—129.【4】C zer w i k S.O n t he s t a bi l i t y of t he quadr at i c m appi ng i n norm ed spaces[J】.A bh M at h Sem U n i v H a m bur g,1992.62:59_164.[5】K i m H M,R as si a s J M.G ener al i za t i on of U l am s t a bi l i t y pr obl e m f or E ul er—L agr ange quadr at i c m ap—pings[J].J M at h A nal A ppl,2007,336:277-296.16】N aj at i A,M oghi m i M B.St ab i l i t y of a f uncti onal equ at i on der i vi ng f r om quadr at i c and addi t i ve f unct i onsi n quasi-B a nac h spaces【J】.J M a t h A nal A ppl,2008,337(1):399-415.[7】M osl ehi an M S,N i kodm K,Popa D.A s ym pt ot i c as pect of t he quadr at i c f uncti onal eq uat i o n i n m ul t i-norm ed spaces[J].J M at h A nal A ppl,2009,355:717-724.【8]R avi K,M ur al i R,A r unkum ar M.The gener al i zed H yer s-U l am s t a bi l i t y of a quadr at i c f unct i on equat ion[J].J I nequal P ur e A pp l M at h,2008,9(1):A r t i cl e20,5.【9】Jun K W,K i m H M.T he gener al i zed H yer s-U l am-Rass i as s t a bi l i t y of a cubi c f unct i on equa t i on|J1.J M at h A nal A ppl,2002,274(2):267-278.【10]G or dji M E,Ebadi an A,Z ol f aghar i S.St abi f i t y of a f unct i on eq uat i o n der i vi ng f r om cubi c a nd quax t i cf uncti ons【J].A bst r act a nd A ppl i e d A nal ys i s,2008,A r t i cl e I D801904,17.【11】K ats ar as A K.Fuzz y t opol o gi cal vect or s paces I I【J】_Fuzzy Set s Sys t,1984,12:143—154.【12】W u C,Fang J.Fuzzy gener al i zat i on of K l om ogor of f’S t heor e m[J].J H ar bi n I n s t Technol,1984,1:1-7.[13】B ag T,Sam ant a S K.Fi ni t e di m ensi onal f uzzy norm ed l i ne ar spac es[JJ.J Fuzzy M at h,2003,11(3):687-705.【14]C heng S C,M or de son J N.Fuzz y l i ne ar oper at or a nd f uzzy norm ed l i ne ar s paces【J].Bull C a l cut t a M at h Soc,1984,86:429-436.【15】M i rm ost af aee A K,M os l ehi a n M S.Fuzzy ver si ons of H yer s-U l am-Rass i as t heor em【J].Fuzzy Set s Syst,2008,159:720-729.必/勺108应用泛函分析学报第15卷[16】M i r m ost a f aee A K,M osl e hi a n M S.Fu zzy appr oxi m a t e l y cubi c m appi ngs【J】.I nf or m at i on Sci enc es,2008,178:3791-3798.f r omFuzzy St abi l i t y of a Funct i ona l E quat i on D er i vi ngQ uadr at i c and C ubi c F unc t i onsW N A G Li guang,LIU B o,S U N Z ongj uanScho ol of M at hem at i cal Sci ences,Q咖N or m al U ni versi t y,Q咖273165,C hi naA bs t r a ct:I n t hi s paper,w e i nv es t i gat e t he H yer s-U l am s t a bi fi t y of t he f ol l o w i ng f unct i onal eq uat i o n2f(2x+Y)+2f(2x—Y)=4y(x+Y)+4f(x—Y)+4f(2x)+f(2y)一8f(x)一8Y(u)i n f uzzy B an ach sp aces.K eyw o r ds:H yers—U l am s t abi l i t y;qu adr at i c m a ppi ng;c ubi c m a ppi ng;f uzz y B anach s paces。

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