最新实变函数与泛函分析概要第1 3章复习_图文教学讲义PPT课件

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实变函数与泛函分析概要第1~3章复习

实变函数与泛函分析概要第1~3章复习
e. P~ (0,1) ~ [0,1] ~ R+~ (a,b)
2020/4/20
40
第五节 集的势·序集
2020/4/20
41
5. 连续势集的定义
定义:与[0,1]区间对等的集合称为连续势集,
其势记为 , 显然:n 0
例:1)R~ (0,1) ~ [0,1] ~ [0,1) ~ R+~ (a,b)
存在大量既不开又不闭的集合,如: E=[0,1)
2020/4/20
25
定理3.3 任何集E的导集 E`为闭集
2020/4/20
26
闭集性质:
任意一簇闭集之交为闭集; 任意有限个闭集之并仍为闭集。
2020/4/20
27
例8 f(x)是直线上的连续函数当且仅当 对任意实数a,E={x|f(x)≤a}和 E1={x|f(x)≥a}都是闭集
2020/4/20
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2 连续势集的性质(卡氏积)
有限个、可数个连续势的卡氏积仍为连续势集
定理:设A {(x1, x2, , xn, ) : xi (0,1)},则A
2020/4/20
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推论 n维Euclid空间Rn的势为
平面与直线有“相同多”的点
2020/4/20
50
推论
例1 闭区间[0,1]与闭正方形[0,1;0,1]
(即可数集 是无限集中具有最小势的集合)
2020/4/20
15
可数集的性质(并集) •有限集与可数集的并仍为可数集 •有限个可数集的并仍为可数集 •可数个可数集的并仍为可数集
2020/4/20
16
例:有限个可数集的卡氏积是可数集
设A,B是可数集,则A×B也是可数集

实变函数与泛函分析

实变函数与泛函分析

开 G n , 集 E 使 G n 且 m ( G 得 n E ) 1 n
令O
n 1
Gn
,则 O为 G型集, EO 且
m ( O E ) m ( G n E ) 1 n ,n 1 ,2 ,3 , L
故m(OE)0
例: 设E为[0,1]中的有理数全体, 试各写出一个与E只相差一 零测度集的G 型集或 F 型集。
可测集可由 G 型集去掉一零集, 或 F 型集添上一零集得到。
(2).若E可测,则存在 F 型集H, 使 H E 且 m (EH )0
(1).若E可测,则存在G 型集 O, 使 E O 且 m (O E )0
(2).若E可测,则存在 F 型集H, 使 H E 且 m (EH )0
证明:若(1)已证明,由Ec可测可知
(2)若 E可测 , 0 则 ,闭F 集 , 使F 得 E且 m(EF)
(1)若 E可测 , 则 0,开G 集 , (2)若 E可测 , 0 则 ,闭F 集 , 使E 得 G且 m(GE) 使F 得 E且 m(EF)
证明:若(1)已证明,由Ec可测可知
0 , 开 G , 集 E c 使 G 且 m ( G 得 E c )
令 O n 1 G n , 则 O 为 G 型 集 , E O 且
m ( O E ) m ( G n E ) 1 n ,n 1 ,2 ,3 ,
故m(OE)0 从 而 E O (O E ) 为 可 测 集
例:设E为[0,1]中的有理数全体, 试各写出一个与E只相差一小
测度集的开集和闭集。E{r1,r2,r3,}
取F=G c,则F为闭集 FE
且 m (EF )m (E F c)
m (E (c)c F c)m (F cE c)m (G E c)

实变函数与泛函分析基础ppt课件

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证明:不妨设f单调增,对任意a∈R
令Ia inf{ x | f (x) a}
由f单调增知下面的集合为可测集
E { [ f a]
E [ I a ,) 当I a {x| f ( x)a} E ( I a ,) 当I a {x| f ( x)a}
a
1
/ I a x1 x2
10
⒊可测函数的等价描述
定理1:设f(x)是可测集E上的广义实函数,则 f(x)在E上可测
16
⑵可测函数类关于四则运算封闭
即:若f(x),g(x)是E上的可测函数,
则f(x)+g(x) , f(x) -g(x) , f(x)g(x) , f(x)/g(x)
仍为E上的可测函数。
a-g(x) r f(x)
证明:先证: a
R, E[
f
ga]
E[ f
可测,
a g ]
猜想:E[ f ag] rQ(E[ f r] E[agr] )。
可测集E上的连续函数f(x)定为可测函数
证明:任取x∈E[f>a], 则f(x)>a,由连续性假设知,
对 f (x) a, x 0, 使得f (O(x,x ) E) O( f (x), ) (a,)
即O( x,x ) E E[ f a]
令G O xE[ f a] ( x,x )
1 , n

E[ f
为可测集。
]
12
注:重要方法:将集合分解为某些集合
的并、交、差等,从而利用已知条件。
如:用分解法证明:
f , g均为E上可测函数,则E[ f g]为E上可测集。
事实上,E[
f
g]
(
rQ
E[

实变函数论泛函分析课件

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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。

实变函数与泛函分析全册精品完整课件

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University of science & Technology of China
五大论:
集合论-着重介绍 Cantor 关于集合的势论的知识.
测度论-讲解 Lebesgue 测度的思想与方法.
积分论-讲解 L 积分的定义、性质、极限定理和 L 可积函数空间,积分与微分的关系.
空间论-主要讲述无穷维赋范空间和内积空间,以 及与共轭空间有关的知识. 算子论-主要讲述三大基本定理(共鸣定理、开映 射定理、闭图像定理),共轭算子以及算子谱理
论.
University of science & Technology of China
教学目的
使学生掌握 L 测度与 L 积分的基本理论、基本思想 与方法,为今后进一步使用现代分析普遍应用的这 一基本工具打下基础。
使学生掌握有关空间和算子的基本理论和思想方法 . 认识和理解现代数学中公理化、抽象与具体、理 论和应用密切联系的特点并加以应用.
前言
课程的重要性 课程讲授的主要内容 教学目的 难易程度 考核方式
University of science & Technology of China
《实变函数与泛函分析》的重要性 在20世纪初期产生并发展起来的学科,是整 个分析数学中最年轻的学科之一 从“经典理论”向“现代理论”转折的关口 是联系各门课程的纽带
通过与其他学科的联系,加强学生对于数学思想方 法的内在联系和一致性的认识,从整体上提高学生 的数学素养
University of science & Technology of China
课程难度与考核方式
内容抽象,难度较大 平时表现分+考试分数, 比例 认真学习则无须担心考核

实变函数与泛函分析概要

实变函数与泛函分析概要

实变函数与泛函分析概要第一章 集合 基本要求:1、 理解集合的包含、子集、相等的概念和包含的性质。

2、 掌握集合的并集、交集、差集、余集的概念及其运算性质。

3、 会求已知集合的并、交、差、余集。

4、 了解对等的概念及性质。

5、 掌握可数集合的概念和性质。

6、 会判断己知集合是否是可数集。

7、 理解基数、不可数集合不可数集合不可数集合、、连续基数连续基数的概念。

8、了解半序集和Zorn 引理。

第二章 点集 基本要求基本要求:1、 理解n 维欧氏空间中的邻域、区间、开区间、闭区间、体积的概念。

2、 掌握内点、聚点的概念、理解外点、界点、孤立点的概念。

掌握聚点的性质。

3、 掌握开核、导集、闭区间的概念及其性质。

4、 会求己知集合的开集和导集。

5、 掌握开核、闭集、完备集的概念及其性质,掌握一批例子。

6、 会判断一个集合是非是开(闭)集,完备集。

7、 了解Peano 曲线概念。

主要知识点主要知识点::一、基本结论:1、 聚点性质§2 中T 1聚点原则:P 0是E 的聚点⇔ P 0的任一邻域内,至少含有一个属于E 而异于P 0的点⇔存在E 中互异的点列{P n },使P n →P 0 (n →∞) 2、 开集、导集、闭集的性质§2 中T2、T3T2:设A ⊂B ,则Aɓ⊂Bɓ, A⊂ B,-A⊂-B。

T3:(A ∪B )′=A ′∪ B ′.3、 开(闭)集性质(§3中T1、2、3、4、5)T1:对任何E ⊂R ⁿ,ö是开集,E ´和―E都是闭集。

(ö称为开核,―E称为闭包的理由也在于此)T2:(开集与闭集的对偶性)设E 是开集,则CE 是闭集;设E 是闭集,则CE 是开集。

T3:任意多个开集之和仍是开集,有限多个开集之交仍是开集。

T4:任意多个闭集之交仍是闭集,有限个闭集之和仍是闭集。

T5:(Heine-Borel 有限覆盖定理)设F 是一个有界闭集,ℳ是一开集族{U i }i єI 它覆盖了F (即F с ∪iєIU i ),则ℳ中一定存在有限多个开集U 1,U 2…U m ,它们同样覆盖了F (即F ⊂m∪ U i )(i єI )4、 开(闭)集类、完备集类。

泛函分析ppt课件

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E
E
E
等号相等当且仅当它们线性相关
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例子
• 以出租车距离定义的平面距离空间; • 序列空间 l ,l p , p 1 • 函数空间C[a,b]; • 离散距离空间; • R上函数|x-y|^2;|x-y|^1/2是距离吗? • Hamming距离:X为所有0和1构成的三元序组所构成的集合
(总数为8),元素x,y的距离是x,y中不同的对应分量的个数。 • 在开关和自动化理论以及编码理论中都有重要的应用。
• 可数基数a,连续基数c。
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• 主要结论:1.可数集的子集至多可数; 2.有限或可数多个可数集合的并是可数集; 3.有限个可数集的直积是可数集; 4. 无限集必于它的某真子集对等,含可数子集;
可数集的例子:整数集,有理数集,n维欧式空间中 的有理点集。
实数的基本定理:确界存在原理、单调有界原理、 闭区间套引理、聚点定理、有限覆盖定理等等都 当成已知
• 今天,它的观点和方法已经渗入到不少工程技术 的学科中,起着重要的作用,已成为近代分析的 基础之一。
• 泛函分析的最基本的内容:三个空间,四个定理
5
第一章 预备知识
1.集合
• 所谓集合,是指具有某种特定性质事物的全体, 构成集合的“事物”称为集合的元素。
• 集合的表示方法:1.列举法;2.描述法。 • 相关的概念和符号:集合相等,子集,真子集,
的参考书。
11
12
选择公理
• 泛函分析的研究必须首先承认一些事情 • 选择公理:设C为一个由非空集合所组成的集合,
那么,我们可以从每一个在C中的集合中,都选 择一个元素和其所在的集合配成有序对来组成一 个新的集合。 • Zorn引理:设(P,>)是偏序集,若P的每一个全 序子集在P中都有上界,则P必有极大元 • 良序原理:所有集合能被良序化。换句话说,对 每一个集合来说,都存在一种排序方法,使得它 的所有子集都有极小元素

泛函分析 PPT课件

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• 研究的空间的目的,在于把由实际问题归纳出来 的某些集合抽象为具有某种属性的空间,从而利 用数学上已有的结论去分析他们的性质。
• 如:关于点的收敛性就与自控控制系统的输入输 出稳定性、控制算法的收敛性等密切相关。
• 下面我们介绍的这个结论,不仅在数学上,在其 它的学科也能看到广泛的应用。
定理证明:随便给定一点x 0,压缩算子T 逐次作用,得到了一个 Cauchy列,由空间X的完备性,极限点x *存在且唯一,不动点就
得到了.(Tx*, x*) (Txn ,Tx*) (Txn , x*) 0。
该定理(Banach压缩映射原理)就是某一类映射的不动点存在
性和唯一性的问题,不动点可以通过迭代序列求出。实际应用
中T未必是,但T n0是压缩时,命题仍然成立。 注:1.该原理是求解代数方程、微分方程、积分方程、以及数值
同胚变化下是保持不变的 • 练习:证明从离散空间X到任意距离空间Y
的映射T是连续映射。
证明稠密性具有传递性,即若A在B中稠密,B在C中稠密,则A 在C中稠密。
不可分空间的例子:有界数列空间在最大值定义的距离下 是不可分的。
注: Cauchy序列一定是有界序列,如果有收敛的子列,那么 Cauchy序列必是收敛的
• 若空间X本身是紧(列紧)集,则称X是紧(列紧) 空间。
• 例:实直线R是完备的距离空间,但不是紧的, 也不是列紧的;R中任意有界闭集M按R的距离是 紧空间,有界开集N是列紧的。
• 在欧式空间中,有界性和列紧性是一致的。
距离空间的紧性
• 直接从定义判定一个集合的紧性比较困难。 • 称距离空间X的子集A是全有界的,对任意
常用的几个公式
• 赫尔德不等式:p,q>1,1/p+1/q=1,则
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则称f为满射;
若f既为单射又是满射,则称f为一一映射。
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
2 对等与势
定义2.2 设A,B是两非空集合,若存在 着A到B的一一映射f(f既单又满), 则称A与B对等,
记作
A~ B
约定
~
注:称与A对等的集合为与A有相同 的势(基数),记作
A
势是对有限集元素个数概念的推广
进 入 夏 天 ,少 不了一 个热字 当头, 电扇空 调陆续 登场, 每逢此 时,总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ,是记 忆中的 农村, 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 , 每 逢 进 入夏天 ,集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ,不论 男女老 少,个 个手持 一 把 , 忽 闪 忽闪个 不停, 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ,于是 三五成 群,聚 在大树 下 , 或 站 着 ,或随 即坐在 石头上 ,手持 那把扇 子,边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ,热得 满头大 汗,不 时听到 “强子 ,别跑 了,快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ,跑个 没完, 直到累 气喘吁 吁,这 才一跑 一踮地 围过了 ,这时 母 亲总是 ,好似 生气的 样子, 边扇边 训,“ 你看热 的,跑 什么? ”此时 这把蒲 扇, 是 那 么 凉 快 ,那么 的温馨 幸福, 有母亲 的味道 ! 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品,在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树, 制作简 单,方 便携带 ,且蒲 扇的表 面 光 滑 , 因 而,古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ,实即 今 日 的 蒲 扇 ,江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ,人们 最常用 的就是 这种, 似圆非 圆 , 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今, 我的记 忆中, 它跨越 了半个 世纪, 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ,携带 着特有 的念想 ,一年 年,一 天天, 流向长
称 集 合 :E' {E的 孤 立 点 全 体 }E' E 为 E的 闭 包 ,记 为 E.
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
定义 若Ec为开集,则称E为闭集。
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
定理3.2 E为闭集的充分必要条件是
证明:
E' E
由于 EE' EE' {E的孤立点}全 故EE等价E于 ' E
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
定义
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
可数集的性质(并集)
•有限集与可数集的并仍为可数集 •有限个可数集的并仍为可数集 •可数个可数集的并仍为可数集
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
例:有限个可数集的卡氏积是可数集
设A,B是可数集,则A×B也是可数集
A B {x ,(y )|x A ,y B } {x,(y)|y B }
长 的 时 间 隧 道,袅
函数与泛函分析概要第1 3章复习_图
第一章复习
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
第一节
集及其运算
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
差 A B 或 : A \B { x :x A 但 x B }
余C : sASA(其中S为全集),简记为Ac
x A
x固定,y在变 从而A×B也是可数集(可数个可数集的并)
利用数学归纳法即得有限个乘积的情形
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
例 4 代数数全体是可数集 整系数多项式方程的实根称为代数数; 不是代数数的实数称为超越数。
常见可数集举例:
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
定义域 D(f)


像 值域 R(f)
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
单射,满射,一一对应(一一映射)
若 x 1 ,x 2 X ,x 1 x 2 ,有 f( x 1 ) f( x 2 )
称f为单射;
若 f ( X ) = Y ,即 y Y , x X ,有 f( x ) y
A
注A : BA B c
BLeabharlann (AB)BA不一定成立2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
笛卡尔乘积
A B { a ,b ( ):a A ,b B }
n
A i {x 1 ( ,x 2 , ,x n ):x i A i,i 1 ,2 , ,n } i 1
A i {x 1 ,(x 2 , ,x n , ):x i A i,i 1 ,2 , ,n , }
i 1
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
第二节 映射.集的对等.可
列集
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
一.映射
1.定义
De2.f1设集X合 Y , ,f--对应规 ,x 则 X有 , 唯一 确定y与 的之对 ,则应 称 f为定义 X上在 的一个 f 映 ,记为 f :XY,xX,f(x):xyf(x)
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
3.可数集合
1).可数集的定义
与自然数集N对等的集合称为可数
集或可列集,其基数记为 0
1, 2, 3, 4, 5, 6,… a1, a2, a3, a4, a5, a6, …
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
注:A可数当且仅当 A可以写成无 穷序列的形式{a1, a2, a3, …}
例:1)Z = {0,1,-1,2,-2,3,-3, …}
2)[0,1]中的有理数全体 ={0,1,1/2,1/3,2/3,1/4,3/4,1/5,2/5, …}
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
可数集性质:
定理2.1 任何无穷集都包含一个可 数子集。
(即可数集 是无限集中具有最小势的集合)
第三节一维开 集·闭集 及其性质
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
定义3.1
若集合E的每一个点都E的内点, 则称E为开集。
2021/1/20
福州大学数学与计算机学院聂建英
4.开集的性质
A
B
定理3.1 a. 空集,R为开集; b. 任意多个开集之并仍为开集; c. 有限个开集之交仍为开集。
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