实变函数与泛函分析课程教学大纲
《实变函数与泛函分析》教学大纲
《实变函数与泛函分析》教学大纲《实变函数与泛函分析》教学大纲课程编码：110840课程名称：实变函数与泛函分析学时/学分：72/4先修课程：《数学分析》、《复变函数》适用专业：信息与计算科学开课教研室：分析与程教研室一、课程性质与任务1．课程性质：《实变函数与泛函分析》是大学数学系的重要专业方向课之一，它是数学分析的延续和发展。
2．课程任务：通过这门课程的教学应使学生掌握近代抽象分析的基本思想，培养学生综合运用分析数学的几何观点和方法，理解和研究分析数学中的许多问题，为进一步学习现代数学理论和理解现代科学技术提供必要的基础。
二、课程教学基本要求实变函数与泛函分析包括两部分内容：“实变函数”与“泛函分析”。
“实变函数”主要学习测度论、可测函数论、积分论、微分与不定积分；“泛函分析”是通过在集合中引入各种结构，包括代数结构，拓扑结构、测度结构、序结构以及这些基本结构的各种复合，形成了各种各样的抽象空间，本课程主要研究这些抽象空间中的距离空间，赋范线性空间，内积空间的性质及其映射(线性算子和线性泛函)性质。
三、课程教学内容第一章集合1.教学基本要求通过本章的系统学习，使学生熟悉集合列的上极限集、下极限集、极限集的定义与交、并运算表示，集合的对等、基数概念；掌握有限集、可数集、不可数集的概念，可数集是最小的无限集的结论以及可数集的基本运算性质，自然数集、整数集、有理数集等的可数性，有理数集在实数轴上的稠密性。
2.要求学生掌握的基本概念、理论通过本章教学使学生熟悉集合列的上、下极限集、极限集的定义与交、并运算表示；掌握单调集合列{Ak}的概念及其极限集的求法。
熟悉集合的对等概念，熟悉对等是一个等价关系；熟悉集合对等的Cantor-Bernstein定理; 掌握集合对等的夹挤定理。
熟悉集合的基数概念；掌握有限集、可数集、不可数集的概念；掌握可数集是最小的无限集的结论以及可数集的基本运算性质; 掌握自然数集、整数集、有理数集等的可数性；掌握有理数集在实数轴上的稠密性；熟悉无理数集、实数集、区间点集等的不可数性。
实变函数与泛函分析课程教学大纲
《实变函数与泛函分析》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：110047课程名称：实变函数与泛函分析英文名称：Real variable analysis And Functional analysis课程类别：专业基础课学时：50学分：3适用对象：信息与计算科学专业本科考核方式：考试，平时成绩30％，期末成绩70％先修课程：数学分析和高等代数二、课程简介中文简介：实变函数起源于对连续而不可微函数以及Riemann可积函数等的透彻研究，在点集论的基础上讨论分析数学中一些最基本的概念和性质，其主要内容是引入Lebesgue积分并克服了Riemann积分的不足。
它是数学分析的继续、深化和推广，是一门培养学生数学素质的重要课程，也是现代数学的基础。
泛函分析起源于经典的数学物理边值问题和变分问题，同时概括了经典分析的许多重要概念，是现代数学中一个重要的分支，它综合运用了分析、代数与几何的观点和方法研究、分析数学和工程问题，其理论与方法具有高度概括性和广泛应用性的特点。
英文简介：Real variable analysis And Functional analysis is a theoretical course of mathematics which can be used in variable fields such as engineering and technology, physics, chemical, biology, economic and other fields. The educational aim in this course is to develop the abilities of students in analyzing and solving practical problem by the special ways of Real variable analysis And Functional analysis’ thinking and reasoning.三、课程性质与教学目的本课程是在实变函数与泛函分析基本理论的基础上，着重泛函分析的应用，教学的目的是丰富学生的知识和培养学生解决实际问题的能力。
深圳大学数学与计算科学学院
主要内容
1. 内积空间 2. 泛函延拓定理 3. Hilbert 空间的规范正交系 4. 共轭算子
教学要求
(1) 掌握 Banach 空间的定义与基本例子（n 维欧氏空间 Rn、连续函数空间 C(A)、有 界数列空间 l∞ 、 p 次 收敛数列空间 lp、 p 方可积函数空间 Lp 等都是 Banach 空间） ；知道非 Banach 空间是存在的：C[a,b]在 Lp 范数下不是 Banach 空间； (2) 掌握内积与内积空间的定义与基本例子；熟练掌握内积的正定性、首元线性性与 共轭对称性；掌握内积诱导范数的思想；熟练掌握内积诱导范数的基本性质、和 的范数恒等式；掌握内积满足 Schwarz 不等式并且是二元连续函数的事实；掌握 内积空间的特征：范数满足平行四边形法则； (3) 掌握 Hilbert 空间的定义与基本例子；知道在同构的意义下，可分的 Hilbert 空间 只有 Rn 与 l2； (4) 掌握正交向量的定义；知道正交向量满足勾股定理，而且在实内积空间中，勾股 定理是两个向量正交的充分必要条件；了解极小化向量定理与正交分解定理（投 影定理） ； (5) 了解正交系、规范（标准）正交系、完全规范正交系或规范（标准）正交基的概 念与基本例子；掌握 Gram-Schmidt 正交化过程；知道每个非零的可分 Hilbert 空 间 X 必存在规范（标准）正交基； (6) 了解 Fourier 系数、Fourier 级数的定义； 了解最佳逼近定理； 知道 Bessel 不等式、 Parseval 恒等式；知道向量可以展成 Fourier 级数的条件； (7) 掌握 Banach 空间基本定理之 Hahn-Banach 定理；掌握 Hilbert 空间之 Riesz 表示 定理。 注：根据各课程的具体情况编写，但必须写明各章教学目的、教学要求、主要内容。
泛函分析教学大纲
泛函分析教学大纲第一篇：泛函分析教学大纲一、教学目的通过学习此章，理解线性算子的谱及分类，掌握紧集和全连续算子的定义及紧线性算子的谱。
二、教学重点线性算子的谱及分类，全连续算子。
三、教学难点紧集和紧线性算子的谱。
四、讲授要求通过学习此章，理解线性算子的谱及分类，掌握紧集和全连续算子的定义及紧线性算子的谱。
五、讲授要点谱集及分类，有界线性算子谱的性质，紧集合全连续算子，紧线性算子的谱。
第二篇：泛函分析教学大纲课号：218.116.1泛函分析教学大纲(Functional Analysis)学分数 3 周学时 4一.说明1.课程名称: 泛函分析(一学期课程)，第五学期(3+1)*18=72.2.教学目的和要求:(1)课程性质: 本课程是数学系专业基础课, 为数学系本科三年级学生所必修。
(2)基本内容: 本课程主要内容: 度量空间中点集分析，赋范空间上算子与几何，内积空间中几何与算子，线性算子谱理论。
(3)基本要求: 通过本课程的学习, 学生应熟练掌握度量，范数，线性算子，内积，直交投影，谱等概念, 熟练掌握纲理论及有界线性算子的基本原理和线性泛函的延拓理论, 为今后学习打下坚实基础。
3.教学方式: 课堂授课。
4.考试方式: 考试。
5.教材: 《泛函分析》讲义，郭坤宇，徐胜芝编参考书: 《实变函数与泛函分析》夏道行等编, 高等教育出版社。
二.讲授纲要第一章度量空间中点集分析1.1 度量空间(3学时)1.2 度量拓扑(2学时)1.3 数值函数(2学时)1.4 紧~~~与极值(2学时)1.5 贝尔纲论(3学时)1.6 函数空间(2学时)本章要求: 通过学习度量空间的基本点集理论, 读者应能熟悉紧集与其应用, 熟悉纲理论及其应用, 掌握映射的连续性与数值函数的上半连续与下半连续性及其特征.第二章赋范空间上算子与几何有界线性算子(3学时)连续线性泛函(3学时)弱收敛与共轭(2学时)一致有界原理(2学时)开映射与闭算子(3学时)凸集与超平面(2学时)本章要求: 通过学习有界线性算子的基本理论, 读者应能掌握线性泛函分析的基本原理:泛函延拓原理及其在分析与几何上的应用;一致有界原理及其应用;开映射原理与闭图像定理的应用等.第三章内积空间上几何与算子内积空间(2学时)共轭算子(2学时)投影算子(2学时)基与维数(2学时)赋范代数(2学时)本章要求: 通过学习内积空间的几何, 掌握投影定理与投影算子的应用,直交基的确立及其应用.第四章线性算子谱理论正则点与谱点(3学时)紧算子谱分析(3学时)有界正规算子(2学时)无界线性算子(2学时)谱测度与积分(3学时)指标理论初步(2学时)本章要求: 通过学习线性算子谱理论, 读者应能计算一些典型线性算子如单向平移和乘法算子等的谱, 提高利用Gelfand谱理论分析谱的能力, 掌握正规算子谱分解及其应用, 能分析紧算子的谱并掌握Fredholm算子指标的应用.第三篇：泛函分析1.设(X,d)为距离空间。
实变函数与泛函分析I课程教学大纲
实变函数与泛函分析I课程教学大纲（总学时数：48，学分数：3）一、课程的性质、任务和目的实变函数是数学专业必修课之一，是近代分析数学领域的基础。
本课程数学思想与方法密集，是进一步掌握现代数学理论，开展理论和应用研究必不可少的基础课程。
通过本课程的学习，使学生掌握实变函数的基本理论、基本知识与基本方法，为以后进一步的深入学习打下坚实的基础。
二、课程基本内容和要求（一）集合1.集合（1）集合的概念（理解）（2）集合的表示（掌握）（3）集合的运算（掌握）2.对等与基数（1）集合的对等（理解）（2）集合的基数（理解）（3）Bernstein定理（掌握）3.可数集合（1）可数集合的概念（理解）（2）可数集合的性质（掌握）（3）常见的可数集合（掌握）4.不可数集合（1）不可数集合的概念（理解）（2）常见的不可数集合（了解）重点：对等、基数、可数集合、不可数集合难点：对等（二）点集1.度量空间（1）距离的概念（理解）（2）度量空间的概念（理解）（3）邻域及性质（掌握）（4）n维欧氏空间（掌握）2.聚点、内点、界点（1）聚点的概念（理解）（2）内点的概念（理解）（3）界点的概念（理解）3.开集、闭集、完备集（1）开集的概念（理解）（2）闭集的概念（理解）（3）完备集的概念（理解）（4）有限覆盖定理（掌握）4. 直线上开集、闭集及完备集的构造（1）直线上开集的构造（掌握）（2）直线上闭集及完备集的构造（掌握）（3）康托尔三分集（了解）重点：聚点、内点、界点、开集、闭集难点：完备集（三）测度论1.外测度（1）外测度的概念（理解）（2）外测度的性质（掌握）2.可测集（1）可测集的概念（理解）（2）可测集的性质（掌握）3.可测集类重点：外测度、可测集的概念及相关理论难点：不可测集的构造。
（四）可测函数1.可测函数及性质（1）可测函数的概念（理解）（2）可测函数的性质（掌握）2.叶果洛夫定理（掌握）3.可测函数的构造（掌握）4.依测度收敛（1）依测度收敛的概念（理解）（2）依测度收敛的性质（掌握）重点：可测函数、依测度收敛难点：可测函数的构造（五）积分论1.非负简单函数的勒贝格积分（1）非负简单函数勒贝格积分的概念（理解）（2）非负简单函数勒贝格积分的性质（掌握）2.非负可测函数的勒贝格积分（1）非负可测函数勒贝格积分的定义（理解）（2）非负可测函数勒贝格积分的性质（掌握）（3）Levi定理（掌握）（4）Foutou引理（掌握）3.可测函数的勒贝格积分（1）可测函数勒贝格积分的概念（理解）（2）可测函数勒贝格积分的性质（掌握）（3）Lebesgue积分的绝对连续性（掌握）（4）Lebesgue控制收敛定理（掌握）重点：非负函数的积分的定义，可积函数的性质难点：一般可积函数的积分定义、性质。
教学大纲_实变函数与泛函分析
教学大纲_实变函数与泛函分析实变函数与泛函分析是高级数学中的一门重要课程，主要涉及实变函数的性质及其应用，以及泛函分析中的函数空间与算子的概念和性质。
本教学大纲旨在培养学生对实变函数与泛函分析的基本理论和方法的理解与应用能力。
一、课程目标通过本课程的学习，学生应该能够：1.了解实变函数的定义、性质和基本的分析方法；2.掌握实数的完备性和实变函数的连续性、可微性等基本概念与定理；3.熟悉重要的实变函数序列收敛的理论和方法；4.理解一元多项式空间及其上的内积、范数等概念；5.了解泛函分析的基本概念，如线性算子、单射、满射、闭算子等；6.掌握泛函分析中重要的泛函空间和赋范向量空间的性质与应用。
二、教学内容1.实变函数的性质与基本分析方法（12学时）1.1实数的完备性与实变函数的极限概念1.2实变函数的连续与可导性质1.3实变函数的积分与微分概念与定理2.实变函数的序列收敛理论与方法（16学时）2.1一致收敛性与收敛级数理论2.2函数项级数的收敛理论与方法2.3 Weierstrass逼近定理的证明与应用2.4傅里叶级数的概念、性质及展开方法3.一元多项式空间与泛函分析基础（14学时）3.1一元多项式空间及其上的内积与范数3.2一元多项式空间中的正交多项式与勒让德多项式3.3泛函分析的基本概念与定理4.泛函空间与线性算子（18学时）4.1泛函空间的定义与性质4.2无穷维度空间的收敛性与紧性4.3线性算子的基本性质与分类4.4线性算子的连续性与有界性5.算子的谱理论与泛函方程（20学时）5.1线性算子的谱理论与应用5.2巴拿赫空间的定义与性质5.3泛函方程的基本理论与应用5.4泛函方程的解的存在唯一性定理三、教学方法1.理论教学：通过讲述与讲解基本概念与定理，引导学生掌握基本原理和方法。
2.解题指导：通过典型例题和习题，引导学生独立思考问题，掌握解题方法和技巧。
3.讨论与交流：鼓励学生参与讨论，提问和回答问题，促进学生之间的交流与合作。
实变函数与泛函分析泛函分析教案
§1 柯西点列和完备度量空间 教学内容(或课题)：目的要求： 掌握柯西点列、完备度量空间的概念，学会使用概念和完备度量空间的充要条件判别完备度量空间. 教学过程：设{}∞=1n n x 是1R 中的点列，若>∀ε0，()N ∈=∃εN N ，s.t.当Nn m >,时，有()m n x x d ,=m n x x -<ε，则称{}∞=1n n x 是1R 中的柯西点列.Def 1 设X =(X ，d )是度量空间，{}∞=1n n x 是X 中的点列. 若>∀ε0,()N ∈=∃εN N ，s.t.当N n m >,时，有()m n x x d ,<ε，则称{}∞=1n n x 是X 中的柯西点列或基本点列. 若度量空间(X ，d )中每个柯西点列都收敛，则称(X ，d )是完备的度量空间.有理数的全体按绝对值距离构成的空间不完备，如点列1, 1.4, 1,41,,412.1 在1R 中收敛于2，在有理数集中不收敛.但度量空间中每一个收敛点列都是柯西点列.实因若x x n →，则>∀ε0, ()N ∈=∃εN N ，s.t.当N n m >,时，都有()x x d n ,<2ε.因此当N m n >，时，有()m n x x d ,≤()x x d n ,+()x x d m ,<2ε+2ε. 所以{}∞=1n n x 是柯西点列.例2 ∞l (表有界实或复数列全体)是完备度量空间.证明 设{}∞=1m m x 是∞l 中的柯西点列，其中m x =() ,,21ξξ.>∀ε0,()N ∈=∃εN N ，s.t.当N n m >,时，都有()n m x x d ,=()()n j m j jξξ-sup <ε (1)因此对每个固定的j ，当N n m >,时，成立()()n j m j ξξ-<ε (2) 于是()k j ξ， ,2,1=k 是柯西数列. 由于实数集或复数集按差的绝对值定义距离是完备的，故存在实或复数j ξ，s.t. ()n j ξ→j ξ(∞→n )令x =() ,,21ξξ，往证x ∈∞l 且m x →x . 在(2)中，令∞→n ，得N m >∀时，成立()j m j ξξ-≤ε (3)因为m x =()()()(),,,,21m j m m ξξξ∈∞l ，所以∃m K >0，s.t.j ∀∈N ，成立()m j ξ≤m K (不同的数列，界可能不一样). 所以 ()≤-≤m j j j ξξξε+m K . 所以x ∈∞l . 由(3)知，N m >∀时，成立()=x x d m ,()εξξ≤-j m j jsup .所以x x m →. 所以∞l 是完备度量空间.例2 令C 表示所有收敛的实或复数列的全体，∀x =() ,,21ξξ∈C ，∀y =() ,,21ηη∈C ，令 ()y x d ,=j j jηξ-sup . 则 01()y x d ,≥0且x =y时，()y x d ,=0. 又j j ηξ-≤j j jηξ-sup =()y x d ,=0 ⇒ j ξ=j η(N ∈j ).于是()y x d ,=0 ⇔ x =y . 02z ∀=() ,,21ςς∈C ，则由于对∀N ∈j ，成立 j j ηξ-≤j j ςξ-+j j ςη-≤j j jςξ-sup +j j jςη-sup =()z x d ,+()z y d ,. 所以j j jηξ-su p ≤()z x d ,+()z y d ,. 即()y x d ,≤()z x d ,+()z y d ,. 所以()y x d ,可定义为C 中∀两点间的距离. 于是C 按距离()y x d ,成为度量空间(实际上是∞l 的一个子空间). 欲证C 是完备度量空间，先证Th 1 完备度量空间X 的子空间M 是完备度量空间 ⇔ M 是X 中的闭子空间.证明 设M 是完备子空间，对每个x ∈M '，∃M 中点列{}∞=1n n x ，使x x n →. 所以{}∞=1n n x 是M 中柯西点列. 所以它在M 中收敛. 由极限的唯一性，所以x ∈M . 所以M '⊂M . 即M 是X 中的闭子空间. 反之，若{}∞=1n n x 是M 中柯西点列，因X 是完备度量空间，则在X 中收敛. 即∃x ∈X ，s.t. x x n →.因为M 是X 中的闭子空间，所以x ∈M ，所以{}∞=1n n x 在M 中收敛. 于是M 是完备度量空间.例2的证明 由Th 1 只证C 是∞l 中的闭子空间即可. ∀x =() ,,21ξξ∈C '(要证k j ξξ-<ε，从而x ∈C )，∃n x =()()() ,,21n n ξξ∈C ( ,2,1=n )，s.t. x x n →. 所以>∀ε0，N ∈∃N ，s.t.当N n ≥时，成立()j n j ξξ-≤()j n j jξξ-sup =()x x d n ,<3ε. 特别取N n =，则对j ∀∈N ，成立 ()j N j ξξ-<3ε.因为N x ∈C , 所以当∞→j 时，()N j ξ收敛. 故∃1N ∈N ，s.t. j ∀,≥k 1N 时，成立()()N k N j ξξ-<3ε. 所以j ∀,≥k 1N 时，成立 k j ξξ-≤()N j j ξξ-+()()N k N j ξξ-+()k N k ξξ-<3ε+3ε+3ε=ε. 所以{}∞=1j j ξ是柯西数列，因而收敛. 所以x =() ,,21ξξ∈C . 所以C 是∞l 中的闭子空间. 由Th 1，C 是完备度量空间. 证毕. 作业： P 206. 14. 15中的()A B S ,.作业题解： 14 ε=1，N ∈∃N ，s.t.当N n m >,时，有()m n x x d ,<1,特别当N n >时，有()1,+N n x x d <1. 又N n ≤时，()1,+N n x x d 只有有限个值故>∃M 0,s.t. ()1,+N n x x d ≤M . 因此N ∈∀m n ,，成立()m n x x d ,≤()1,+N n x x d +()m N x x d ,1+≤{}M M 2,1,2max +. 所以{}∞=1n n x 是有界点列.15设{}∞=1n n x 是S 中的柯西点列，n x =()()(),,21n n ξξ. 即>∀ε0,N ∈∃N ， s.t.∀N n m >,时，成立()m n x x d ,=()()()()∑∞=-+-1121k m k n k m kn k k ξξξξ<ε (*) 所以k ∀∈N ，∀N n m >,时，成立()()()()m k n k m k n k ξξξξ-+-1<εk 2.因为∀给σ>0， 对于每个固定的k ，∃ε：0<ε<σσ+121k ，然后由这个ε，按不等式(*)，N ∈∃N . 所以∀N n m >,时，对这个固定的k ，成立()()()()m k n k m k n k ξξξξ-+-1<σσ+1. 所以 ()()m k n k ξξ-<σ (N n m >,). 所以{}∞=1j j ξ是实(复)数集中的柯西点列. 而实(复)数集完备, 所以(){}∞=1n n k ξ收敛，设()n k ξ→k ξ(∞→n ). 记x =() ,,21ξξ，则x x n →. 而x ∈S ，所以S 完备. 设{}∞=1n n x 是()A B 中的柯西点列，n x =()t f n ，A t ∈.>∀ε0，N ∈∃N ，s.t.当∀N n m >,时，成立()()t f t f m n At -∈sup <ε. 所以∀N n m >,及A t ∈，成立()()t f t f m n -<ε. (**) 因此在集A 上，函数列(){}∞=1n n t f 收敛，设()t f n ()t f →. 由(**)式，令∞→m 得N n >时，()()ε≤-t f t f n . 所以N n >时，()t f ≤()()t f t f m n -+()t f n ≤ε+M (由于(){}∞=1n n t f 收敛，从而M 存在).所以()()A B t f ∈，又已证()t f n ()t f →所以()A B 是完备度量空间.§2柯西点列和完备度量空间(续)教学内容(或课题)：目的要求： 再次巩固上次课学习的概念与定理，进一步掌握使用概念及定理判别完备度量空间的常用方法. 教学过程：[]b a C ,是完备的度量空间.证明 设 n x ， ,2,1=n 是[]b a C ,中的柯西点列. >∀ε0，N ∈∃N ，s.t.当∀N n m >,时，成立bt a ≤≤max ()()t x t x n m -<ε. (4)所以t ∀∈[]b a ,，有()()t x t x n m -<ε. 于是当t 固定时，(){}∞=1n n t x是柯西数列.由实(复)数集的完备性，∃()t x ，s.t.()t x n →()t x . 往证()t x ∈[]b a C ,，n x →x 实因在(4)中令∞→m ，得知N n >时，成立bt a ≤≤max ()()t x t x n -≤ε. (5)所以()t x n 在[]b a ,上一致收敛于()t x ，从而()t x ∈[]b a C ,. 由(5)，当N n >时，()x x d n ,=bt a ≤≤max ()()t x t x n -≤ε.所以 n x →x ，故[]b a C ,是完备度量空间. 令[]b a P ,表示闭区间[]b a ,上实系数多项式全体,[]b a P ,作为[]b a C ,的子空间是不完备的度量空间. 实因多项式列∞=⎭⎬⎫⎩⎨⎧+++++132!621n n n x x x x 在闭区间[]b a ,上一致收敛于连续的指数函数x e ，但x e 非多项式. 即[]b a P ,不是[]b a C ,的闭子空间. 由Th 1，[]b a P ,不是完备度量空间. 证毕. 设X 表示闭区间[]1,0上连续函数全体，对y x ,∀∈X ，令 ()y x d ,=()()⎰-10dt t y t x .易知()d X ,成为度量空间. 实因01 显然 ()y x d ,≥0. 若t ∈[]1,0时，()t x ≡()t y ，从而()y x d ,=0. 反之若()y x d ,=0，即()()⎰-10dt t y t x =0. 因()()t y t x -≥0，故()t x =()t y ..e a 于[]1,0. 又因..e a 相等的连续函数必然处处相等，故y x =. 总之()y x d ,≥0且()y x d ,=0⇔y x =.02 ()y x d ,=()()⎰-1dt t y t x ≤()()⎰-1dt t z t x +()()⎰-1dt t y t z=()z x d ,+()z y d ,. 所以()d X ,是度量空间.例5 上面定义的度量空间()d X ,不完备.证明 令 ()t x m =⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤≤+<<≤≤+210,012121,121,11t mt t m 线性 先证{}∞=1n n x 是()d X ,中的柯西点列. 实因ε∀0>，当 n >m >ε1时，()m n x x d ,=()()⎰-10dt t x t x m n =()()⎰+-m m n dt t x t x 12121 =⎪⎭⎫ ⎝⎛-n m 1121≤<m 1<ε. 所以点列{}∞=1n n x 是()d X ,中的柯西点列.再证点列{}∞=1n n x 在()d X ,中不收敛. 实因对每个x ∈X ，()x x d n ,=()()⎰-1dt t x t x n =()⎰21dt t x +()()⎰+-m n dt t x t x 12121+()⎰+-11211mdt t x . 若()x x d n ,→0, 必有 ()⎰210dt t x =()⎰-1211dt t x =0.但由于()t x 在闭区间[]1,0上连续，得()t x 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡21,0恒为0，在⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,21恒为1. 与在t =21间断相矛盾. 故()d X ,是不完备的度量空间.作业： P 206. 15.()X M 、离散空间.作业解答： 设{}∞=1n n x 是()X M 中的基本点列，>∀σ0，有[]σσσ≥-+m n x x mX 1≤()()()()[]⎰≥=-+-σm n x x X m n m n dt t x t x t x t x 1≤()()()()⎰-+-Xmnm n dt t x t x t x t x 1=()mnx x d ,. ∀ε>0，∃N ∈N ，s.t. ∀n ，m >N ，有()m n x x d ,<ε. 从而[]σ≥-m n x x mX <σσ+1ε. 所以[]σ≥-m n x x mX →0 ()∞→m n ,. 由此可找到自然数列：1n <2n < <3n < <k n ，s.t. ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡≥-+k n n k k x t x mX 211<k 21对,2,1=k 都成立.记k X =()⎥⎦⎤⎢⎣⎡≥-+k n n k k x t x X 211, 再令0X = ∞=∞=1m mk k X ，则X -0X =() ∞=∞=-1m mk k X X ⊂() ∞=-mk k X X ，()0X X m -≤∑∞=mk k21=121-m . 令m →∞，得()0X X m -=0. 所以0mX =mX .显见在0X 上(){}∞=1k n t x k处处收敛于一个极限函数，记这个极限函数为()t x . 令()t x 0=()⎩⎨⎧-∈∈0,0,X X t X t t x则()t x 0为X 上的可测函数，故()t x 0∈()X M . 当N n n k >,时，由 ()()()()⎰-+-Xn n n n dt t x t x t x t x k k 1=()k n n x x d ,ε<，令∞→k ，由勒贝格有界收敛定理，得 ()ε≤0,x x d n ()N n ≥. 所以0x x n →()∞→n . 故()X M 是完备的度量空间.§3.度量空间的完备化教学内容(或课题)：目的要求： 使学生掌握度量空间的完备化定理的条件、结论及其证明方法.教学过程：Der 1 设(X ,d )，(X ~,d ~)是两个度量空间，若存在X 到X ~上的保距映照T (∀1x ,2x ∈X ，有d ~(T 1x ,T 2x )=d (1x ,2x ))，则称(X ,d )和(X ~,d ~)等距同构，此时称T 为X 到X ~上的等距同构映照(既映上又保距).等距同构映照是1-1映照. 实因设∀1x ,2x ∈X ，且1x ≠2x ，则因d (1x ,2x )>0及d ~(T 1x ,T 2x )=d (1x ,2x )>0，知T 1x ≠T 2x . 在泛函分析中往往把两个等距同构的度量空间不加区别而视为同一个度量空间.Th 1 (度量空间完备化定理) 设X =(X ,d )是度量空间，那么一定存在一完备度量空间X ~=(X ~,d ~)，使X 与X ~的其个稠密子空间W 等距同构，并且X ~在等距同构意义下是唯一的，即若(Xˆ,d ˆ)也是一完备度量空间，且X 与X ˆ的其个稠密子空间W 等距同构，则(X ~,d ~)与(Xˆ,d ˆ)等距同构. 证明 分4步完成.(1)构造X ~=(X ~,d ~).令X ~为X 中柯西点列x ~={}∞=1n n x 全体，对X ~中任意两个元素x ~={}∞=1n n x 和y ~={}∞=1n n y ，若 ∞→n lim ()n n y x d ,=0， (1) 则称x ~与y ~相等，记为x ~=y ~，或{}∞=1n n x ={}∞=1n n y . ∀x ~={}∞=1n n x ，y ~={}∞=1n n y ∈X ~，定义d ~(x ~,y ~)=∞→n lim ()n n y x d ,. (2)首先指出(2)式右端极限存在. 实因由三点不等式()n n y x d ,≤()m n x x d ,+()m m y x d ,+()n m y y d ,，所以 ()n n y x d ,-()m m y x d ,≤()m n x x d ,+()n m y y d ,. 同理 ()m m y x d ,-()n n y x d ,≤()m n x x d ,+()n m y y d ,. 所以 |()m m y x d ,-()n n y x d ,|≤()m n x x d ,+()n m y y d ,. (3) 因为{}∞=1n n x 和{}∞=1n n y 是X 中的柯西点列，所以(){}∞=1,n n n y x d 是1R中柯西数列,所以(2)式在端极限存在.其次指出：若{}∞=1n n x ={}∞='1n nx ，{}∞=1n n y ={}∞='1n n y ，则 ∞→n lim ()n n y x d ,=∞→n lim ()n ny x d '',， 即d ~(x ~,y ~)与用来表示x ~,y ~具体柯西点列{}∞=1n n x ，{}∞=1n n y 无关. 实因仿(3)式之证法，得|()n n y x d ,-()n ny x d '',|≤()n n x x d ',+()n n y y d ',. 由 ∞→n l i m ()nn x x d ',=0和∞→n lim()nn y y d ',=0， 可得 ∞→n lim ()n n y x d ,=∞→n lim ()n ny x d '',. 最后证明 ()y x d ~,~~ 满足关于距离条件01及02：显然 ()y x d ~,~~=∞→n lim ()n n y x d ,≥0. 又()y x d ~,~~=0 ⇔ ∞→n lim ()n n y x d ,=0⇔x ~=y ~. ∀x ~={}∞=1n n x ，y ~={}∞=1n n y ，z ~={}∞=1n n z ∈X ~， 则 ()n n y x d ,≤()+n n z x d ,()n n z y d ,，故∞→n lim ()n n y x d ,≤∞→n lim ()+n n z x d ,∞→n lim ()n n z y d ,，即 ()y x d ~,~~≤()+z x d ~,~~()z y d ~,~~. 所以X ~按d ~成度量空间. (2)作X ~的稠密子空间W 及X 到W 的等距映照T∀b ∈X ，令b ~={}∞=1n n b ，其中n b =b ， ,2,1=n ，显然b ~∈X ~. 令T b =b ~，W =T X . 因为 d ~()Ta Tb ,=d ~()a b ~,~=∞→n lim ()a b d ,，所以T 是X 到W 上的等距映照.在X 与W 等距同构之下往证W 是X ~中的稠密子集. ∀x ~={}∞=1n n x ∈X ~, 令n x ~={}∞=1j jx ，其中j x =n x ， ,2,1=j ，则n x ~∈W .因n x ~={}∞=1j j x 是X 中的柯西点列，故>∀ε0，N ∈∃N ，s.t. ∀N n >时，有 ()N n x x d ,<2ε. 于是 ()N x x d ~,~~=∞→n lim ()N n x x d ,≤2ε<ε. 即在 ∀()ε,~x U 中必有W 中的点， 故W 在X ~中稠密. (3)证明X ~是完备的度量空间设(){}∞=1~n n x 是X ~中的柯西点列，因为W 在X ~中稠密，所以对每个()n x ~，∃n z ~∈W ，s.t. ()()n n z x d ~,~<n1. (4) 所以 ()n m z z d ~,~~≤()()+m m x z d ~,~~()()()+n m x x d ~,~~()()n n z x d ~,~~≤+m1 ()()()+n m x x d ~,~~n1，所以(){}∞=1~n n x 是W 中柯西点列. 因为T 是X 到W 上的等距映照，所以{}∞=1m m z 是X 中柯西点列. 令x ~={}∞=1m m z ，则x ~∈X ~. 由(4)式，有 ()()x x d n ~,~~≤()()+n n z x d ~,~~()x z d n ~,~~ <n 1+()x z d n ~,~~=n 1+∞→n lim ()m n z z d ,→0 (∞→n ). 所以 ∞→n lim ()()x x d n ~,~~=0，所以X ~是完备度量空间.(4) 证明X ~的唯一性设()d Xˆ,ˆ是另一个完备度量空间，且X 与()d X ˆ,ˆ中稠密子集W ˆ等距同构. 作X ˆ到X ~上映照T 如下：对∈∀xˆX ˆ，由于W ˆ在X ˆ中稠密，∃W ˆ中点列(){}∞=1ˆn n x ，s.t.()n xˆ→x ˆ.但由于W ˆ与X 等距同构，W 也与X 等距同构，从而W ˆ与W 也等距同构. 设ϕ为W ˆ到W 上等距同构映照，由()n xˆ→x ˆ知()(){}∞=1ˆn n x ϕ是X ~中柯西点列，由X ~完备性，X x ~~∈∃，s.t.()()x x n ~ˆ→ϕ. 令xT ˆ=x ~. 首先，这样定义的T 与(){}∞=1ˆn n x无关， 即若另有(){}∞=1ˆn n y ，()W y n ˆˆ∈， ,2,1=n ，()x y n ~ˆ→，则 ∞→n lim ()()n xˆϕ=∞→n lim ()()n y ˆϕ. 实因 ()()()()()n n n n y xd ˆlim ,ˆlim ~ϕϕ∞→∞→=∞→n lim ()()()()()n n y x d ˆ,ˆ~ϕϕ=∞→n lim ()()()n n y x d ˆ,ˆˆ=()x x d ˆ,ˆˆ=0. 所以∞→n lim ()()n xˆϕ=∞→n lim ()()n y ˆϕ. 下证T 是X 到X ~上的等距同构映照, 对∀∈x ~X ~，由于W 是X ~的稠密子集，所以存在W 中点列(){}∞=1~n n x ，s.t.()x x n →~. 同前证明可知()(){}∞=-11~n nx ϕ为X ˆ中的柯西点对，有∈x ˆX ˆ，s.t.()()xx n ˆ~1→-ϕ. 易知T x ˆ=x ~，即T 映照Xˆ到X 上. 又对∀∈y x ˆ,ˆX ˆ，有W ˆ中点列(){}∞=1ˆn n x 和(){}∞=1ˆn ny， s.t. ()x xn ˆˆ→，()y y n ˆˆ→. 所以 ()y x dˆ,ˆˆ=∞→n lim ()()()n n y x d ˆ,ˆˆ=∞→n lim ()()())ˆ(),ˆ(~n n y x d ϕϕ=()y T x T d ˆ,ˆ~， 所以T 是一个等距同构映照. 所以X ˆ与X ~等距同构. 证毕.若将彼此等距同构的度量空间视为同一空间，则有Th 1' 设X =()d X ,是度量空间，那么存在唯一的完备度量空间X ~=()d X ~,~使X 为X ~的稠密子空间.作业：P 206.16.证明∞l 与(]1,0C 的一个子空间等距同构. 作业提示：作∞l 到(]1,0C 内的映照T ：() ,,,,21k ξξξ→()t x ，其中()k t x =k ξ，,2,1=k ; t 取(]1,0的其它值时，()t x 是线性的. 后面证明略.§4压缩映照原理及其应用(1) 教学内容(或课题)：目的要求： 掌握压缩映照概念，掌握不动点概念，掌握压缩映照定理的证明方法，学会用压缩映照定理解决隐函数存在性、微分方程解之存在性的方法.教学过程： Def 1. 设X 是度量空间，T 是X 到X 中的压映照，若存在一个数α：0<α<1，s.t. ∀x 、y X ∈，成立()Ty Tx d ,≤α()y x d , (1) 则称T 是X 到X 中的压缩映照(简称压缩映照).Th 1.(压缩映照定理) 设X 是完备度量空间，T 是X 上的压缩映照，则T 有且只有一个不动点(即方程x Tx =有且只有一个 解).证： 固定∀0x X ∈，令 1x =0Tx ，2x =1Tx =02x T ，n x ， =1-n Tx = ，0x T n ， 则{}∞=1n n x 是X 中的柯西点列， 实因()m m x x d ,1+=()1,-m m Tx Tx d ≤α()1,-m m x x d=α()21,--m m Tx Tx d ≤2α()21,--m m x x d ≤()01,x x d m α≤ . (2) 由三点不等式，当m n >时，()n m x x d ,≤()++1,m m x x d () +++21,m m x x d ()n n x x d ,1-+≤(m α1-+m α+1-+n α)()01,x x d =mα⋅--⋅-αα11mn ()01,x x d . 因为0<α<1，所以11<--m n α，所以()n m x x d ,≤αα-1m()01,x x d (m n >) (3)所以当∞→m ，∞→n 时，()n m x x d ,0→. 所以{}∞=1n n x 是X 中的柯西点列.由X 完备性， 存在x X ∈，s.t. m x →x . 由三点不等式和条件(1)，有 ()Tx x d ,≤()+m x x d ,()Tx x d m ,≤()+m x x d ,α()x x d m ,1-→0 (∞→m ). 所以()Tx x d ,=0，所以 x =Tx .往证唯一性. 若又有X x ∈~，s.t. x x T ~~=，则由条件(1)，得()x x d ~,=()x T Tx d ~,≤α()x x d ~,，()α-1()x x d ~,≤0. 又因为α-1>0，所以()x x d ~,=0，所以x =x ~. 证毕. Th 2. 设函数()y x f ,在带状域b x a ≤≤，+∞<<∞-y 中处处连续，且处处有关于y 的偏导数()y x f y ,'，若存在常数m 和M ， 满足 m <M ，0<m ≤()y x f y ,'≤M ， 则方程 ()y x f ,=0 在区间[]b a ,上必有唯一的连续函数()x y ϕ=作为解：()()≡x x f ϕ,0，∈x []b a ,.证 在完备度量空间[]b a C ,中作映照A ，s.t.∀()x ϕ∈ []b a C ,，有()()x A ϕ=()x ϕM1-()()x x f ϕ,. 因为()y x f ,连续，所以()()x A ϕ也连续，所以ϕA ∈[]b a C ,. 所以A 是[]b a C ,到自身的映照. ∀取21,ϕϕ∈[]b a C ,，()()()()x A x A 12ϕϕ-=()()()()()()x x f Mx x x f M x 1122,1,1ϕϕϕϕ+--= ()()()()()()[]()()()x x x x x x f Mx x y 1212112,1ϕϕϕϕθϕϕϕ--+'-- =()()()()[]()()x x x x x x f My 12121,11ϕϕϕϕθϕ-⋅-+'-(0<θ<1)， 0<M m <()()()()()x x x x f My 121,1ϕϕθϕ-+'≤M M =1. 令α=1-Mm，则0<α<1，且 12ϕϕA A -≤α12ϕϕ-. 所以[]b a x Sup ,∈12ϕϕA A -≤α[]b a x Sup ,∈12ϕϕ-，所以()12,ϕϕA A d ≤α()12,ϕϕd . 所以A 是压缩映照. 由Th 1，存在唯一的ϕ∈[]b a C ,，满足()x ϕ≡()x ϕM1-()()x x f ϕ,，即 ()()x x f ϕ,≡0，b x a ≤≤. 证毕. Th 3.(Picard) 设()x t f ,是矩形 R =(){}b x x a t t x t ≤-≤-00,,上的二元连续函数，设()x t f ,≤M ，()x t ,∈R . 又()x t f ,在R 上关于x 满足Lipschitz 条件，即存在常数K ，s.t.∀()x t ,、()v t ,∈R ，有 ()()v t f x t f ,,-≤K v x - (4) 则方程dtdx=()x t f , 在区间J =[]ββ+-00,t t 上有唯一的满足条件()0t x =0x 的连续函数的解，其中β<⎭⎬⎫⎩⎨⎧K M b a 1,,min . (5)证 连续函数空间[]ββ+-00,t t C 是完备度量空间，用C ~表示[]ββ+-00,t t C 中满足条件|()0x t x -|≤M β (∈t J ) (6)的连续函数全体所成的子空间，显然C ~是闭子空间. 由§4.Th 1, C ~是完备度量空间. 令()t Tx =()()⎰+tt ds s x s f x 0,0， (7)则T 是C ~到C ~中的映照. 实因 M β<b ，若∈x C ~，则当∈t []ββ+-00,t t 时，()()t x t ,∈R ，又因()x t f ,在R 上二元连续，所以(7)式右边积分有意义. 又对J t ∈∀，成立()0x t Tx -=()()⎰tt ds s x s f 0,≤M 0t t -≤M β，所以当∈x C ~时，Tx ∈C ~.T 是压缩映照. 实因由Lipschitz 条件(4)，对C ~中任意两点x 和v ，有 ()()t Tv t Tx -=()()()()[]⎰-ttds s v s f s x s f 0,,≤0t t -K []()()t v t x b a t -∈,max≤βK ()v x d ,. 令α=βK ，则0<α<1，且()Tv Tx d ,=[]()()t v t x b a t -∈,max ≤α()v x d ,. 即T 是C ~上的压缩映照.由Th 1，存在唯一∈x C ~，s.t.Tx x =，即()t x =()()⎰+tt ds s x s f x 0,0， (8)且()00x t x =. 两边对t 求导，得()()()t x t f dtt dx ,=. 故()t x 是方程 dtdx=()x t f ,的解. 若又有()t x ~也是方程 dtdx=()x t f , 满足初值条件()00~x t x =的解，则因()t x ~=()()⎰+t t ds s x s f x 0~,0，所以x ~C ~∈且x ~是的T 不动点，所以x ~=x . 作业： P 206.17.有界闭集n R F ⊂，A 是F 到自身映照，∀x ，y ∈F ()y x ≠，有()Ay Ax d ,<()y x d ,. 证明映照A 在F 中存在唯一的不动点.作业提示：令 ()x ϕ=()Ax x d ,，x ∈F . ∀x ，0x ∈F ，因为()()=-0x x ϕϕ()Ax x d ,()00,Ax x d -≤()()()-++Ax Ax d Ax x d x x d ,,,0000()00,Ax x d=()()Ax Ax d x x d ,,00+<()0,2x x d . 所以0x x →时必有()()0x x ϕϕ→. 即()x ϕ在F 连续. 所以存在x ∈F ，s.t. ()x ϕ=()x Fx ϕ∈min a ∆=. 显然a ≥0.往证a =0.用反证法，设a >0，则由x A ∈F ，()x A x A d 2,<()x A x d ,=()x ϕ=a 与a =()x Fx ϕ∈min 矛盾. 所以a =0. 于是()x A x d ,=()x ϕ=0，有x =A x . 即x为A 之不动点. 因为F y x ∈∀,，有 ()Ay Ax d ,<()y x d ,， 只要x Ax =，就有()Ay x d ,<()y x d ,，从而必有y Ay ≠()时y x ≠，所以不动点唯一.§5.压缩映照原理及其应用(2).教学内容(或课题)：习题课目的要求： 在掌握压缩映照原理之后，重点掌握应用压缩映照原理的常用方法.教学过程：1、 设X 为完备度量空间，A 是X 到X 中的映照，记n α=x x Sup'≠()()x x d x A x A d n n '',,，若∑∞=1n n α<∞，则映照A 有唯一不动点. 证 因为n α=x x Sup '≠()()x x d x A x A d n n '',,，所以x x '≠时，()x A x A d n n ',≤n α()x x d ',. 又x x '=时，上式也成立. 因此对X x x ∈'∀,，恒有()x A x A d n n ',≤n α()x x d ',.因为∑∞=1n n α<∞，所以>∀ε0，N ∈∃N ，s.t.m n ,∀：N m n >>时，有 11-++++n m m ααα ε<. 又至少有一个1<k α. ∀固定0x ∈X ，依次令 1x =A 0x ，2x =A 1x =2A 0x ，3x =A 2x =3A 0x ，m x , =A 1-m x =m A ,0x则 ()1,+m m x x d =()10,x A x A d m m ≤m α()10,x x d ，()21,++m m x x d =()1101,x A x A d m m ++≤1+m α()10,x x d ， ，()n n x x d ,1-=()1101,x A x A d n n --≤1-n α()10,x x d . 所以 ()n m x x d ,≤()1,+m m x x d +()21,++m m x x d ++ ()n n x x d ,1-≤ (m α+1+m α++ 1-n α)()10,x x d ⋅<ε()10,x x d . 所以{}∞=1m m x 是X 中的柯西点列. 因为X 是完备度量空间，所以∃x X ∈，s.t.m x →x . 所以()Ax x d ,≤()()Ax x d x x d m m ,,+=()()Ax Ax d x x d m m ,,1-+≤()()→+-x x d x x d m m ,,11α0 ()∞→m . 所以 ()Ax x d ,=0， 所以Ax x =，且x A x k =.再设又有x ~X ∈，s.t. x ~=x A ~，则x A x k ~~=()x x d ~,=()x A x A d k k ~, k α≤()x x d ~,. 因为0≤k α1<，所以()x x d ~,=0，所以=x x ~. 证毕. 2、 设A 为完备度量空间X 到X 中的映照， 若在开球()r x B ,0()0>r 内适合 ()x A Ax d ',<()x x d ',，0<θ<1，又在闭球()r x S ,0=(){}r x x d x ≤0,A 连续，且 ()00,Ax x d ≤θ()r θ-1. 证明A 在()r x S ,0中有唯一的不动点.证 因为∈'∀x x ,()r x B ,0，有()x A Ax d ',<θ()x x d ',. 设x ~在球面上：()x x d ~,0=r . 令n x ~→x ~且n x ~∈()r x B ,0， ,2,1=n ，所以()n x A Ax d ~,<θ()n x x d ~,. 因为A 连续，所以x A Ax n ~→. 又因距离连续，所以于上式令∞→n ，得()x A Ax d ~,≤θ()x x d ~,. 同理当x 在球面上：()x x d ,0=r ，而x '∈()r x B ,0时，也有()x A Ax d ',≤θ()x x d ',.再设x ,x ~均在球面上，取n x →x ，n x ~→x ~且n x ,n x ~∈()r x B ,0，由()n n x A Ax d ~,≤θ()n n x x d ~,，令n →∞，得()x A Ax d ~,≤θ()x x d ~,. 到此已证出∈'∀x x ,()r x S ,0，均有 ()x A Ax d ~,≤θ()x x d ~,. 因()r x S ,0是X 中的一个闭子集，而X 为完备度量空间，故()r x S ,0也是X 中的一个完备的子空间. 往下只要证明在()r x S ,0中A 央()r x S ,0到自身的映照. 设x ∈()r x S ,0，则()x x d ,0≤r .()Ax x d ,0≤()+00,Ax x d ()00,Ax Ax d≤ θ()r θ-1+θ()x x d ,0≤()22θθ-r =()[]211θ--r ≤r ，所以A x ∈()r x S ,0. 毕.3、设jk a ，j ,k =n ,,2,1 为一组实数，适合条件()∑=-nj i ij ij a 1,2δ<1，其中j =k 时，jk δ=1，否则jk δ=0. 证明代数方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++nn nn n n n n n n b x a x a x a b x a x a x a b x a x a x a 22112222212********* 对任何一组固定的n b b b ,,,21 必有唯一的一组解n x x x ,,,21 .证 在完备度量空间n R 中，令 T b =(n b b b ,,,21 )，T x =(n x x x ,,,21 )，T x '=(n x x x ''',,,21)，方程组的系数矩阵记作A ，则方程组可改写为 A x =b 或 A x '=b . 又可改写为x =b ()E A --x 或 x '=b ()E A --x '.令映照ϕ：ϕx =b ()E A --x ，ϕx '=b ()E A --x '，则 ()x x d 'ϕϕ,=()()()x E A b x E A b d '----, =(()()()()[]21221211111n n n x x a x x a x x a '-++'-+'-- +()()()()[]22222211211n n n x x a x x a x x a '-++'--+'- + +()()()()[]22221111x x a x x a x x a n nn n n '--++'-+'- )21.利用柯西不等式，得()x x d 'ϕϕ,≤()()[(21222222212121221111n n n a a a a a a a++++-+++++- ()]2221-+++nn n a a ()()()])⎢⎣⎡'-++'-+'-21222211n n x x x x x x=()211,2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∑=nj i ij ij a δ()x x d ',. 记常数()211,2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∑=nj i ij ij a δ=α， 由已知条件，有0<α<1. 于是对n R x x ∈'∀,，有()x x d 'ϕϕ,≤α()x x d ',，即ϕ为压缩映照. 由压缩映照原理，存在唯一x ，s.t. x =ϕx ，即x =b ()E A --x 或A x =b .附注： 如果和P 225.题与联起来，那么d 是由⋅诱导的距离，有()x x d 'ϕϕ,=()()()x E A b x E A b d '----,=()()[]x E A b x E A b '-----=()()x x E A '--≤E A -x x '-=()211,2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∑=nj i ij ij a δ()x x d ',=α()211,2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∑=nj i ij ij a δ()x x d ',，这就简便多了.作业： 4、设()t f ∈[]1,0C ，求方程()()()⎰+=tds s x t f t x 0λ的连续解.作业提示： 若()t f 可导，则由 ()t x '=()+'t f λ()t x ， 得()t x =t e λ()()⎪⎭⎫ ⎝⎛'+⎰-t s ds s f e f 00λ=t e λ()()⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎰-t s ds s f e f 00λλ()t f +=()+t f ()()⎰-ts t ds s f e 0λλ.若()t f 不可导，则令()t x 0=()t f ，()t x n =()t f ()⎰-+tn ds s x 01λ迭代而得()=t x 1()t f ()⎰+tds s f 0λ，()=t x 2()t f ()⎰+t ds s x 01λ=()t f ()()⎰⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛++tsds d f s f 00ττλλ =()t f ()⎰+tds s f 0λ()⎰⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛+tsds d f 002ττλ =()t f ()⎰+tds s f 0λ()⎰⎰+t tds d f 02τττλ=()t f ()⎰+t ds s f 0λ()()⎰-+td f t 02τττλ=()t f ()⎰+t ds s f 0λ()()⎰-+tds s f s t 02λ.()t x 3=()t f ()⎰+tds s x 02λ=()t f ()()()()⎰⎰⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+++ts sds d f s d f s f 0002τττλττλλ=()t f ()⎰+tds s f 0λ()()⎰-+tds s f s t 02λ()()⎰-+tds s f s t 023!2λ(理由同上). 一般地有 ()t x n =()t f ()⎰+ts f 0λ()()()()ds n s t t s t n n ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++-+-+--!1!211122λλλ→()t f ()()⎰-+ts t ds s f e 0λλ. 所以 ()=t x =()t f ()()⎰-+ts t ds s f e 0λλ.。
泛函分析教学大纲_2
泛函分析课程教学大纲第一部份前言一、课程基本信息1.课程类别：专业选修课2.开课单位：数学与财经系3.适用专业：数学与应用数学专业4.备选的教材：《实变函数与泛函分析基础（第二版）》，程其襄，张奠宙，魏国强，胡善文，王漱石编，高等教育出版社，2004.二、课程性质和目标本课程性质是数学与应用数学专业的一门专业选修课。
本课程的教学目的是通过泛函分析的教学，使学生了解和掌握赋范线性空间，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，为进一步学习数学的有关学科和从事数学学科的教学打下一定的理论基础。
三、课程学时与学分教学时数： 64 学时学分数： 4 学分教学时数具体分配：第二部份教学内容及其要求第七章度量空间和赋范线性空间1．教学目标：要求学生理解度量空间、稠密集、可分空间、连续映射、赋范线性空间等概念，并掌握压缩映射原理。
2．.教学重点：压缩映照原理、度量空间、线性赋范空间3．教学难点：稠密集、可分空间4．教学时数5．教学内容纲要第一节度量空间的进一步例子第二节度量空间的极限，稠密集，可分空间一、度量空间中的点列二、某些具体空间中收敛点列三、稠密集与可分空间第三节连续映射一、连续映射的定义二、连续映射的性质第四节柯西点列和完备度量空间一、柯西点列二、完备度量空间第五节度量空间的完备化第六节压缩映射原理及其应用一、压缩映射定理二、压缩映射定理应用第七节线性空间第八节赋范线性空间和Banach空间一、赋范线性空间二、Banach空间6. 课程资源（1）程其襄，张奠宙等. 实变函数与泛函分析基础, 高等教育出版社，2004.（2）郭大钧等.实变函数与泛函分析，山东大学出版社，1986.（3）胡适耕. 泛函分析，高等教育出版社，2001。
（4）江泽坚，吴智泉. 实变函数论，高等教育出版社，1994。
（5）W. Rudin, Functional Analysis. Second edition. International Series in Pure and Applied Mathematics. McGraw-Hill, Inc., New York, 1991.（6）江泽坚，孙善利. 泛函分析，高等教育出版社，1994。
《实变函数与泛函分析》教学大纲-数学专业
实变函数与泛函分析教学大纲应用数学与信息计算等专业使用修订单位：山东财政学院统计与数理学院修订时间：2009年8月修订课程中文名称：实变函数与泛函分析课程英文名称：Real Analysis and functional Analysis 课程号：30001001学时数：68学分数：4先修课程：数学分析、线性代数适用专业：应用数学与信息计算等专业。
一、课程的性质和任务1. 课程性质《实变函数与泛函分析》是数学专业的一门专业基础课程。
《实变函数》课程结合抽象测度与积分理论, 介绍Lebesgue测度与Lebesgue积分的理论。
通过本课程的学习, 应使学生掌握测度论和实变函数论的基本理论和方法, 并且应用所学知识, 解决一些相关的理论和应用问题, 解决一些具有一定难度的习题。
同时, 通过本课程的学习, 要加深学生对数学分析课程中知识的理解, 培养学生严密的逻辑思维能力。
《泛函分析》课程是现代教学中的一门较新的数学分支，它综合地运用分析的，代数和几何的观点，方法研究分析数学中的许多问题，由它把具体的分析问题，由于它把具体的分析问题抽象到一种更加纯粹的代数拓扑结构的形式中进行研究，因此逐步形成了综合运用代数，几何平段处理问题的新方法，正因为这种纯粹形式的代数，拓扑结构是跟植于肥沃的经典分析和数学物理土壤之中的，所以由此发展起来的基本概念，定理和方法也就显的更为广泛，更为深刻，现在泛函分析已成为一门内容丰富，方法系统，体系完备，应用广泛的独立分支，通过该课程的学习，学生不仅能学到泛函分析的基本理论和方法，而且对学习其他数学分支以及把他应用到数理经济，现代控制论，量子场论，统计物理，工程技术等领域有很大帮助。
学生通过学习本课程，既能从较高的观点总结一、二年级学过的分析、代数中的有关概念、理论和方法，又能获得抽象思维和逻辑论证的进一步训练，为今后深入学习拓扑、微分方程、随机过程、最优化等现代数学各个学科提供基础。
实变函数与泛函分析-教学大纲
实变函数与泛函分析-教学大纲第一篇：实变函数与泛函分析-教学大纲实变函数与泛函分析教学大纲Functions of Real Variables and Functional Analysis一、基本信息适用专业：信息技术专业课程编号：教学时数：72学时学分：4 课程性质：专业核心课开课系部：数学与计算机科学院使用教材：《实变函数论与泛函分析》（上、下册）第2版曹广福.高等教育出版社参考书[1]夏道行《实变函数论与泛函分析》（上、下册）第2版修订本.高等教育出版社；[2] W.Rudin ,Real and Complex Analysis, 3rd Edition； [3] W.Rudin，Functional Analysis, 3rd Edition； [4]周民强《实变函数论》第2版.北京大学出版社.二、课程介绍《实变函数与泛函分析》以掌握Lebesgue测度空间，Lebesgue 积分，Hilbert空间和Banach空间的基本知识，培养学生从几何、拓扑上来认识抽象函数空间，以抽象空间为工具来研究、解决实际问题的能力。
三、考试形式考试课程，考试成绩由平时成绩和期末考试组成，平时作业占百分之二十，期末考试百分之八十。
期末考试是闭卷的形式，重点考察学生的解题能力和基础理论。
四、课程教学内容及课时分配第一章集合与点集要求1、掌握集合的势，可数集2、熟悉欧氏空间上的拓扑，Cauchy收敛原理主要内容集合的势，可数集，n维欧氏空间上的拓扑，Canchy收敛原理重点集合的势，可数集课时安排（4学时）1、集合的势，可数集2学时2、欧氏空间上的拓扑，Cauchy收敛原理2学时第二章 Lebesgue测度要求1、熟练掌握外测度、可测集以及它们的性质2、掌握可测函数及其性质，以及非负可测函数的构造3、熟练掌握可测函数的收敛性主要内容：Lebesgue外测度，可测集（类），可测函数及其性质，可测函数的收敛性重点外测度、可测集以及它们的性质、可测函数的收敛性课时安排（12学时）1、外测度、可测集以及它们的性质4学时2、可测函数及其性质，以及非负可测函数的构造4学时3、可测函数的收敛性4学时第三章Lebesgue积分要求：1、熟练掌握可测函数的积分及性质2、熟练掌握Lebesgue积分基本定理，Fatou引理，控制收敛定理，Riemann可积的充要条件3、弄清重积分与累次积分的关系，Fubini定理主要内容：可测函数的积分及性质，Lebesgue积分的极限定理，Riemann 可积的充要条件，重积分与累次积分的关系，Fubini定理重点可测函数的积分及性质，Lebesgue积分的极限定理课时安排：（16学时）1、可测函数的积分及性质6学时2、Lebesgue积分基本定理，Fatou引理，控制收敛定理，Riemann可积的充要条件6学时3、重积分与累次积分的关系，Fubini定理4学时第四章L空间要求：1、熟练掌握L空间的范数、完备性、收敛性、可分性2、熟悉L空间的内积，标准正交基3、了解卷积与Fourier变换 ppp主要内容：pLp空间的范数、完备性、收敛性、可分性，L空间的内积，标准正交基，卷积与Fourier变换重点Lp空间的范数、完备性、收敛性、可分性课时安排（10学时）1、L空间的范数、完备性、收敛性、可分性4学时2、L空间的内积，标准正交基，正交化方法4学时3、卷积与Fourier变换2学时 pp第五章 Hilbert空间理论要求：1、熟练掌握距离空间的定义与紧致性的定义，Riesz表示定理2、熟悉Hilbert空间上线性算子的有界性和连续性3、熟悉共轭算子、投影算子，紧算子性质及其谱主要内容：距离空间的定义，紧致性，Hilbert影算子，紧算子性质及其谱。
《实变函数与泛函分析》教学大纲
《实变函数与泛函分析》教学大纲前言实变函数是数学科学学院的重要基础课，也是近代数学中最重要，最基本的一个分分支，同时这门课程又是许多后续课程如泛函分析，概率论，微分几何等的基础，泛函分析是数学与信息科学学院高年级学生分析专业方向的选修课程。
本课程是一门重要的数学选修课程，作为数学分析和实变函数课程的深化，具有承上启下的作用，是现代数学最重要的入门课程。
通过这一课程，使学生了解许多数学问题可以通过赋范线性空间的理论而一般地解决。
它一方面为后继课程提供所需的理论基础，同时还为培养学生的抽象思维能力和独立工作能力提供必要的训练。
因而该课程是学习其他数学分支与进一步地科研工作的重要基础和工具。
设置本课程的目的是：通过本学科的学习，培养学生逻辑思维能力及论证能力，并用所学的知识解决某些数学分析中遗留下的问题，为日后更高阶段的学习，特别是研究生阶段的实分析学习打下坚实的基础。
本课程的学习要求是：使学生掌握实变函数与泛函分析的基本概念，基本知识，诸如集合，欧氏空间，Lebesgue测度，Lebesgue可测函数，Lebesgue积分，测度空间，测度空间上的可测函数和积分，空间，空间，Hilbert空间理论，Hilbert空间，Banach空间，Banach空间上的连续线性泛函、共轭空间与共轭算子，Banach空间的收敛性与紧致性。
先修课程要求：学生修完《数学分析》、《高等代数》等基础课本课程计划：90学时，5学分，选用教材：王声望，郑维行著，《实变函数与泛函分析概要》，高等教育出版社，1998年教学手段：课堂讲授考核方法：闭卷考试教学进程安排表第一章集合一、学习目的熟练掌握集合的代数运算和极限运算，能应用Bernstein定理确定一些集合的势，熟悉R n的点集拓扑中关于开集、闭集、稠密与疏朗等基本概念。
二、课程内容§1集合及其运算集合的表示法；集合的基本运算；一些常用集合的符号；集合序列的上、下限集。
实变函数与泛函分析-教学大纲
实变函数与泛函分析-教学大纲实变函数与泛函分析教学大纲Functions of Real Variables and Functional Analysis一、基本信息适用专业：信息技术专业课程编号：教学时数：72学时学分：4课程性质：专业核心课开课系部：数学与计算机科学院使用教材：《实变函数论与泛函分析》（上、下册）第2版曹广福.高等教育出版社参考书[1]夏道行《实变函数论与泛函分析》（上、下册）第2版修订本.高等教育出版社；[2]W. Rudin ,Real and Complex Analysis, 3rd Edition；[3] W. Rudin，Functional Analysis, 3rd Edition；[4]周民强《实变函数论》第2版.北京大学出版社.二、课程介绍《实变函数与泛函分析》以掌握Lebesgue测度空间，Lebesgue积分，Hilbert空间和Banach 空间的基本知识，培养学生从几何、拓扑上来认识抽象函数空间，以抽象空间为工具来研究、解决实际问题的能力。
三、考试形式考试课程，考试成绩由平时成绩和期末考试组成，平时作业占百分之二十，，期末考试百分之八十。
期末考试是闭卷的形式，重点考察学生的解题能力和基础理论。
四、课程教学内容及课时分配第一章集合与点集要求1、掌握集合的势，可数集2、熟悉欧氏空间上的拓扑，Cauchy收敛原理主要内容集合的势，可数集，n维欧氏空间上的拓扑，Canchy收敛原理重点集合的势，可数集课时安排（4学时）1、集合的势，可数集2学时2、欧氏空间上的拓扑，Cauchy收敛原理2学时第二章Lebesgue测度要求1、熟练掌握外测度、可测集以及它们的性质2、掌握可测函数及其性质，以及非负可测函数的构造3、熟练掌握可测函数的收敛性主要内容：Lebesgue外测度，可测集（类），可测函数及其性质，可测函数的收敛性重点外测度、可测集以及它们的性质、可测函数的收敛性课时安排（12学时）1、外测度、可测集以及它们的性质4学时2、可测函数及其性质，以及非负可测函数的构造4学时3、可测函数的收敛性4学时第三章Lebesgue积分要求：1、熟练掌握可测函数的积分及性质2、熟练掌握Lebesgue积分基本定理，Fatou引理，控制收敛定理，Riemann可积的充要条件3、弄清重积分与累次积分的关系，Fubini 定理主要内容：可测函数的积分及性质，Lebesgue积分的极限定理，Riemann可积的充要条件，重积分与累次积分的关系，Fubini定理重点可测函数的积分及性质，Lebesgue积分的极限定理课时安排：（16学时）1、可测函数的积分及性质6学时2、Lebesgue积分基本定理，Fatou引理，控制收敛定理，Riemann可积的充要条件6学时3、重积分与累次积分的关系，Fubini定理4学时L空间第四章p要求：1、熟练掌握p L空间的范数、完备性、收敛性、可分性2、熟悉p L空间的内积，标准正交基3、了解卷积与Fourier变换主要内容：pL空间的范数、完备性、收敛性、可分性，p L 空间的内积，标准正交基，卷积与Fourier变换重点p L空间的范数、完备性、收敛性、可分性课时安排（10学时）1、p L空间的范数、完备性、收敛性、可分性4学时2、p L空间的内积，标准正交基，正交化方法4学时3、卷积与Fourier变换2学时第五章Hilbert空间理论要求：1、熟练掌握距离空间的定义与紧致性的定义，Riesz表示定理2、熟悉Hilbert空间上线性算子的有界性和连续性3、熟悉共轭算子、投影算子，紧算子性质及其谱主要内容：距离空间的定义，紧致性，Hilbert空间上线性算子的有界性和连续性，共轭算子、投影算子，紧算子性质及其谱。
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实变函数与泛函分析课程教学大纲《实变函数与泛函分析》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：110047课程名称：实变函数与泛函分析英文名称：Real variable analysis And Functional analysis课程类别：专业基础课学时：50学分：3适用对象：信息与计算科学专业本科考核方式：考试，平时成绩30％，期末成绩70％先修课程：数学分析和高等代数二、课程简介中文简介：实变函数起源于对连续而不可微函数以及Riemann可积函数等的透彻研究，在点集论的基础上讨论分析数学中一些最基本的概念和性质，其主要内容是引入Lebesgue积分并克服了Riemann积分的不足。
它是数学分析的继续、深化和推广，是一门培养学生数学素质的重要课程，也是现代数学的基础。
泛函分析起源于经典的数学物理边值问题和变分问题，同时概括了经典分析的许多重要概念，是现代数学中一个重要的分支，它综合运用了分析、代数与几何的观点和方法研究、分析数学和工程问题，其理论与方法具有高度概括性和广泛应用性的特点。
英文简介：Real variable analysis And Functional analysis is a theoretical course of mathematics which can be used in variable fields such as engineering and technology, physics, chemical, biology, economic and other fields. The educational aim in this course is to develop the abilities of students in analyzing and solving practical problem by the special ways of Real variable analysis And Functional analysis’ thinking and reasoning.三、课程性质与教学目的本课程是在实变函数与泛函分析基本理论的基础上，着重泛函分析的应用，教学的目的是丰富学生的知识和培养学生解决实际问题的能力。
本课程就其实质来说是方法性的，但对于应用学科的学生来说，作为授课的目的，则是知识性的，故在教学方法和内容的选择上来说，只能让学生了解那些体现实变函数与泛函分析基本特征的思想内容，冗难的证明过程应尽量避免。
本课程要求如下：1. 理解和掌握集合间的关系和集与映射间的关系，了解度量空间的相关概念和Lebesgue可测集的有关内容和性质。
2. 了解可测函数的概念，构造，以及函数列的收敛性质。
3. 了解Lebesgue积分的概念，掌握收敛定理。
4. 理解赋范线性空间和内积空间的相关知识点。
5. 理解线性算子理论和有界线性泛函理论，了解三个基本定理。
四、教学内容及要求第一章集合与测度（一）目的与要求1．使学生认识集族的交并关系，映射及其性质，集的对等，可数集合，度量空间的概念和度量空间中的点集，直线上的测度和可测集，Lebesgue测度及相关理论；2．本章要求学生了解集族的交并关系，了解度量空间的概念和测度及可测集的概念。
（二）教学内容第一节集合与映射1．主要内容集族的交并关系，映射及其性质，集的对等。
2．基本概念和知识点集族的交并关系，映射，集的对等，可数集合。
3．问题与应用（能力要求）了解集族的交并关系，理解映射，集的对等，可数集合。
第二节度量空间1．主要内容度量空间的概念，度量空间中的点集。
2．基本概念和知识点度量空间，收敛性，度量空间的拓扑。
3．问题与应用（能力要求）理解度量空间的概念，理解度量空间的拓扑（包括了有关概念）。
第三节 Lebesgue可测集1．主要内容直线上点集的构造，Cantor三分集，Lebesgue可测集及测度的相关性质。
2．基本概念和知识点构造区间，Cantor三分集，Lebesgue可测集，Gδ型集和Fσ型集。
3．问题与应用（能力要求）了解直线上点集的构造区间，熟悉Cantor三分集，了解Lebesgue可测集，Gδ型集和Fσ型集。
（三）课后练习作业和思考题：第一节课后练习P19之1，2，3，6，8。
第二节课后练习P20之9，11，13，14，16，17；抄题18—28。
第三节课后练习P20之29:32，36，37；抄题36，37。
（四）教学方法与手段本章教学主要采用课堂讲授的方法。
第二章可测函数（一）目的与要求要让学生理解简单函数和可测函数，了解可测函数的性质和构造，了解可测函数列的极限。
（二）教学内容第一节简单函数与可测函数1．主要内容简单函数，简单函数的表示和运算，可测函数，可测函数的判定。
2．基本概念和知识点简单函数，可测函数。
3．问题与应用（能力要求）了解简单函数及其表示和运算，理解可测函数的概念。
第二节可测函数的性质1．主要内容可测函数的运算，可测函数的构造，Lusin定理。
2．基本概念和知识点可测函数的运算，可测函数的构造，Lusin定理。
3．问题与应用（能力要求）了解可测函数的运算，了解可测函数的构造，理解Lusin定理。
第三节可测函数列的收敛性1．主要内容Egoroff定理，依测度收敛概念，Lebesgue定理，Riesz定理。
2．基本概念和知识点Egoroff定理，依测度收敛概念，Lebesgue定理，Riesz定理。
3．问题与应用（能力要求）了解三个定理和依测度收敛的概念。
（三）课后练习作业和思考题：第一节课后练习P38之2，3，6；抄题第二节课后练习P38之7；抄题10，12，13，14。
第三节课后练习P38之23；抄题25，26，27。
（四）教学方法与手段本章教学主要采用课堂讲授的方法。
第三章Lebesgue积分（一）目的与要求1．本章介绍Lebesgue积分的概念与性质，积分收敛定理，Lebesgue积分与Riemann积分的关系，积分与微分，Fubini定理；2．要求学生理解Lebesgue积分的概念与性质，掌握Fubini定理。
（二）教学内容第一节 Lebesgue积分的概念与性质1．主要内容逐步讲解了可测函数的积分，区分有积分和可积性，讲解了积分的性质。
2．基本概念和知识点有积分和可积性，积分的性质。
3．问题与应用（能力要求）了解积分的定义，了解积分的性质。
第二节积分收敛定理1．主要内容Levi定理，Fatou定理，逐项积分定理，Lebesgue控制收敛定理。
2．基本概念和知识点Levi定理，Fatou定理，逐项积分定理，Lebesgue控制收敛定理。
3．问题与应用（能力要求）理解四个定理的作用。
第三节 Lebesgue积分与Riemann积分的关系1．主要内容定理3.21和定理3.22，给出了Riemann可积的充要条件。
2．基本概念和知识点定理3.21和定理3.22。
3．问题与应用（能力要求）了解定理3.21和定理3.22的内容。
第四节积分与微分1．主要内容讲解有界变差函数和绝对连续函数及相互关系。
2．基本概念和知识点有界变差函数，绝对连续函数。
3．问题与应用（能力要求）了解有界变差函数和它的表示，理解绝对连续函数的作用。
第五节 Fubini 定理1．主要内容讲解重积分交换积分次序的Fubini 定理。
2．基本概念和知识点Fubini 定理。
3．问题与应用（能力要求）了解L 2()R 及其上的测度，了解重积分和交换积分次序的Fubini 定理。
（三）课后练习 作业和思考题：第一节课后练习 P68之1，2，3；抄题 5，6。
第二节课后练习 P69之10，11；抄题 7，8，9。
第三节课后练习 P69之12；抄题第四节课后练习 P69之18；抄题 19，24，26。
第五节课后练习 P69之；抄题（四）教学方法与手段本章教学主要采用课堂讲授的方法。
第四章 线性赋范空间（一）目的与要求本章介绍线性赋范空间的各有关知识和概念，包括收敛性，完备性，列紧性，不动点定理和拓扑空间简介。
（二）教学内容第一节 线性空间1．主要内容介绍了线性空间，基和维数，子空间和凸集，空间的同构。
2．基本概念和知识点线性空间，基和维数，子空间和凸集，空间的同构。
3．问题与应用（能力要求）认识无穷维空间和凸集。
第二节 线性赋范空间1．主要内容范数，距离，Hölder 不等式和Minkowski 不等式。
2．基本概念和知识点范数，距离，例，Hölder不等式和Minkowski不等式。
3．问题与应用（能力要求）理解线性空间的范数，距离，掌握Hölder不等式和Minkowski 不等式。
第三节线性赋范空间中的收敛1．主要内容讲解收敛点列，等价范数，连续映射，稠密性和可分空间。
2．基本概念和知识点收敛点列，等价范数，连续映射，稠密性和可分空间。
3．问题与应用（能力要求）理解收敛点列，等价范数，连续映射，稠密性和可分空间。
第四节空间的完备性1．主要内容讲解Cauchy列，Banach空间，子空间的完备性和赋范线性空间的完备化。
2．基本概念和知识点Cauchy列，Banach空间，子空间的完备性，赋范线性空间的完备化。
3．问题与应用（能力要求）理解Cauchy列，Banach空间，子空间的完备性，掌握赋范线性空间的完备化和嵌入过程。
第五节列紧性与有限维空间1．主要内容讲解列紧的概念和性质，有限维空间的特征和Riesz引理。
2．基本概念和知识点列紧性，Riesz引理。
3．问题与应用（能力要求）理解集的列紧性，掌握Riesz引理。
第六节不动点定理1．主要内容讲解Banach压缩映像原理，Brouwer不动点定理，Schauder不动点定理。
2．基本概念和知识点Banach压缩映像原理，Brouwer不动点定理，Schauder不动点定理。
3．问题与应用（能力要求）理解Banach压缩映像原理，了解Brouwer不动点定理和Schauder不动点定理及其应用。
第七节拓扑空间简介1．主要内容讲解开集，闭集，邻域，拓扑。
2．基本概念和知识点开集，闭集，邻域，拓扑，极限点。
3．问题与应用（能力要求）理解开集，闭集，邻域，拓扑，极限点。
（三）课后练习作业和思考题：第一节课后练习P95之1；抄题第二节课后练习P95之2；抄题第三节课后练习P95之4；抄题第四节课后练习P95之3；抄题第五节课后练习P95之8；抄题第六节课后练习P95之10；抄题第七节课后练习（四）教学方法与手段本章教学主要采用课堂讲授的方法。
第五章内积空间（一）目的与要求1．本章讲解内积空间与Hilbert空间，正交与正交补，正交分解定理，内积空间中的Fourier级数；2．要求学生理解内积和内积空间的定义，理解Hilbert空间，了解正交与正交补，了解正交分解定理，了解内积空间中的Fourier级数。