泛函分析知识总结
泛函分析复习与总结
泛函分析复习与总结泛函分析是数学中的一个重要分支，是研究无限维空间上的函数和线性算子的学科。
它的研究对象不再是有限维线性空间上的向量，而是函数或者函数空间，包括无限维的函数空间。
泛函分析在数学中有着广泛的应用，例如在微分方程的理论研究中，泛函分析有助于研究解的连续性、唯一性和存在性等问题；在概率理论中，泛函分析有助于研究随机过程的性质等。
下面将对泛函分析的重要内容进行复习和总结。
1.线性空间与拓扑空间线性空间是指具有线性结构的集合，泛函分析研究的对象就是线性空间上的函数或者函数空间。
拓扑空间是指在集合中引入一个拓扑结构，使得可以定义连续性和收敛性等概念。
泛函分析的研究对象通常是拓扑线性空间，即同时具有线性结构和拓扑结构的空间。
2.赋范空间与完备空间赋范空间是指在线性空间上定义了一个范数（或称规范），从而使得该空间成为一个度量空间。
范数的引入使得我们可以定义距离，并且可以定义收敛性。
完备空间是指其中的Cauchy列总是收敛于该空间中的点。
泛函分析中，赋范空间和完备空间是重要的概念，在研究函数的连续性和收敛性时起到了关键的作用。
3.内积空间与希尔伯特空间内积空间是指在线性空间上定义了一个内积，从而可以定义长度和夹角。
希尔伯特空间是指满足内积空间中所有Cauchy列都收敛于该空间中的点的空间。
内积空间和希尔伯特空间在泛函分析中具有重要的作用，特别是在研究函数的正交性和投影等问题时。
4.线性算子与连续算子线性算子是指将一个线性空间映射到另一个线性空间的映射。
连续算子是指在拓扑空间上保持连续性的线性算子。
泛函分析中，线性算子和连续算子是重要的研究对象，它们可以用来描述函数之间的关系和映射。
5. Banach空间与可分空间Banach空间是指在完备的范数空间上定义了一个范数，从而构成一个完备空间。
可分空间是指线性空间中存在可数稠密子集的空间。
Banach空间和可分空间是泛函分析中重要的类别，它们在研究最优性，特别是最优解的存在性和表示性时起到了关键的作用。
泛函分析部分知识总结
泛函分析单元知识总结与知识应用一、单元知识总结第七章、 度量空间和赋范线性空间 §1 度量空间§1.1定义：若X 是一个非空集合，:dX X R ⨯→是满足下面条件的实值函数，对于,x y X ∀∈，有（1）(,)0d x y =当且仅当xy =；（2）(,)(,)d x y d y x =；（3）(,)(,)(,)d x y d x z d y z ≤+，则称d 为X 上的度量，称(,)X d 为度量空间。
例：1、设X 是一个非空集合，,x y X ∀∈，当1,(,)0,=x y d x y x y≠⎧=⎨⎩当当，则(,)X d 为离散的度量空间。
2、序列空间S ，i =1i |-|1(,)21+|-|i ii i d x y ξηξη∞=∑是度量空间 3、有界函数全体()B A ，(,)sup|(t)-(t)|t Ad x y x y ∈=是度量空间4、连续函数[a,b]C ，(,)max|(t)-(t)|a t bd x y x y ≤≤=是度量空间5、空间2l ，122=1(,)[(-)]kki d x y y x ∞=∑是度量空间§2 度量空间中的极限，稠密集，可分空间 §2.1收敛点列：设{}n x 是(,)X d 中点列，如果∃x X ∈，使n lim (,)=0n d x x →∞，则称点列{}n x 是(,)X d 中的收敛点列。
例：1、nn x R ∈，{}n x 按欧氏距离收敛于x 的充要条件为1,i n ∀≤≤各点列依分量收敛。
2、[a,b]C 中(,)0k d x y x x →⇔→（一致）3、可测函数空间()M X 中点列(,)0n n d f f f f→⇔⇒（依测度）稠密子集与可分空间:设X 是度量空间，E 和M 是X 中两个子集，令M M M ⊂表示的闭包，如果E ,那么称集M 在集E 中稠密，当E=X 时，称M 为X 的一个稠密子集，如果X 有一个可数的稠密子集，则称X 是可分空间。
泛函分析知识点
泛函分析知识点知识体系概述（一）、度量空间和赋范线性空间 第一节 度量空间的进一步例子1.距离空间的定义：设X 是非空集合，若存在一个映射d ：X ×X →R ，使得∀x,y,z ∈X,下列距离公理成立：（1）非负性：d(x,y)≥0，d(x,y)=0⇔x=y;（2）对称性：d(x,y)=d(y,x);（3）三角不等式：d(x,y)≤d(x,z)+d(z,y);则称d(x,y)为x 与y 的距离，X 为以d 为距离的距离空间，记作（X ，d ） 2.几类空间例1 离散的度量空间 例2 序列空间S例3 有界函数空间B(A) 例4 可测函数空M(X)例5 C[a,b]空间 即连续函数空间 例6 l 2第二节 度量空间中的极限，稠密集，可分空间 1. 开球定义 设（X,d ）为度量空间，d 是距离，定义U(x 0, ε)＝{x ∈X | d(x, x 0) <ε}为x 0的以ε为半径的开球，亦称为x 0的ε一领域. 2. 极限定义 若{x n }⊂X, ∃x ∈X, s.t. ()lim ,0n n d x x →∞= 则称x 是点列{x n }的极限.3. 有界集定义 若()(),sup ,x y Ad A d x y ∀∈=<∞，则称A 有界4. 稠密集定义 设X 是度量空间，E 和M 是X 中两个子集，令M 表示M 的闭包，如果E M ⊂,那么称集M 在集E 中稠密，当E=X 时称M 为X 的一个稠密集。
5. 可分空间定义 如果X 有一个可数的稠密子集，则称X 是可分空间。
第三节 连续映射1.定义 设X=(X,d),Y=(Y, ~d )是两个度量空间，T 是X 到Y 中映射，x0X ∈,如果对于任意给定的正数ε，存在正数0δ>，使对X 中一切满足()0,d x x δ<的x ，有()~0,d Tx Tx ε<，则称T 在x 连续.2.定理1 设T 是度量空间（X,d ）到度量空间~Y,d ⎛⎫ ⎪⎝⎭中的映射，那么T 在0x X∈连续的充要条件为当()0n x x n →→∞时，必有()0n Tx Tx n →→∞3.定理2 度量空间X 到Y 中的映射T 是X 上连续映射的充要条件为Y 中任意开集M 的原像1T M -是X 中的开集.第四节 柯西（cauchy ）点列和完备度量空间1.定义 设X=(X,d)是度量空间，{}n x 是X 中点列，如果对任意给定的正数0ε>，存在正整数()N N ε=,使当n,m>N 时，必有(),n m d x x ε<，则称{}n x 是X 中的柯西点列或基本点列。
泛函分析总结范文高中
泛函分析是现代数学分析的一个重要分支，它主要研究的是函数构成的函数空间以及这些空间上的线性算子。
相较于高中数学中的实变函数和复变函数，泛函分析更多地关注函数之间的相互关系和映射性质，为解决实际问题提供了新的视角和方法。
一、泛函分析的基本概念1. 函数空间：泛函分析研究的对象是函数，这些函数构成一个集合，称为函数空间。
常见的函数空间有实值函数空间、复值函数空间、有界函数空间、连续函数空间等。
2. 线性算子：函数空间上的线性算子是一种映射，它将一个函数映射到另一个函数，同时满足线性性质。
线性算子是泛函分析的核心概念，如积分算子、微分算子、傅里叶变换等。
3. 范数：范数是度量函数空间中函数“大小”的一种方式。
一个函数空间的范数满足以下性质：非负性、齐次性、三角不等式和归一性。
4. 内积：内积是度量函数空间中函数“夹角”的一种方式。
一个函数空间的内积满足以下性质：非负性、齐次性、共轭对称性和三角不等式。
二、泛函分析的主要理论1. 线性算子的谱理论：研究线性算子的特征值和特征向量，以及这些特征值和特征向量的性质。
2. 线性算子的有界性：研究线性算子是否具有有界性，以及有界性的条件。
3. 线性算子的连续性：研究线性算子是否具有连续性，以及连续性的条件。
4. 线性算子的可逆性：研究线性算子是否具有可逆性，以及可逆性的条件。
5. 线性算子的对偶性：研究线性算子的对偶算子，以及对偶算子的性质。
三、泛函分析的应用1. 微分方程：泛函分析为微分方程的求解提供了新的方法，如泛函微分方程、积分方程等。
2. 积分方程：泛函分析为积分方程的求解提供了新的方法，如变分法、迭代法等。
3. 函数论：泛函分析为函数论的研究提供了新的工具，如傅里叶分析、Sobolev空间等。
4. 线性代数：泛函分析为线性代数的研究提供了新的视角，如无穷维线性空间、线性算子等。
总之，泛函分析是一门具有广泛应用前景的数学分支。
通过对函数空间、线性算子、范数、内积等基本概念的研究，泛函分析为解决实际问题提供了新的思路和方法。
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泛函分析知识总结与举例、应用学习泛函分析主要学习了五大主要内容：一、度量空间和赋范线性空间；二、有界线性算子和连续线性泛函；三、内积空间和希尔伯特空间；四、巴拿赫空间中的基本定理；五、线性算子的谱。
本文主要对前面两大内容进行总结、举例、应用。
一、 度量空间和赋范线性空间（一）度量空间度量空间在泛函分析中是最基本的概念，它是n 维欧氏空间n R （有限维空间）的推 广，所以学好它有助于后面知识的学习和理解。
1．度量定义：设X 是一个集合，若对于X 中任意两个元素x ，y,都有唯一确定的实数d(x,y)与之对应，而且这一对应关系满足下列条件：1°d(x,y)≥0 ，d(x,y)=0 ⇔ x=y （非负性）2°d(x,y)= d(y,x) （对称性）3°对∀z ，都有d(x,y)≤d(x,z)+d(z,y) （三点不等式）则称d(x,y)是x 、y 之间的度量或距离（matric 或distance ），称为(X,d)度量空间或距离空间(metric space )。
（这个定义是证明度量空间常用的方法）注意:⑴ 定义在X 中任意两个元素x ，y 确定的实数d(x,y)，只要满足1°、2°、3°都称为度量。
这里“度量”这个名称已由现实生活中的意义引申到一般情况，它用来描述X 中两个事物接近的程度，而条件1°、2°、3°被认为是作为一个度量所必须满足的最本质的性质。
⑵ 度量空间中由集合X 和度量函数d 所组成，在同一个集合X 上若有两个不同的度量函数1d 和2d ，则我们认为(X, 1d )和(X, 2d )是两个不同的度量空间。
⑶ 集合X 不一定是数集，也不一定是代数结构。
为直观起见，今后称度量空间(X,d)中的元素为“点” ，例如若x X ∈，则称为“X 中的点” 。
⑷ 在称呼度量空间(X,d)时可以省略度量函数d ，而称“度量空间X ” 。
泛函分析知识总结
泛函分析知识总结泛函分析是数学中一个重要的分支领域，它研究的是无穷维空间和函数的性质。
在泛函分析中，我们考虑的对象是函数空间，而不是具体的函数。
泛函分析广泛应用于数学、物理学、工程学等领域。
1.线性空间与拓扑空间：泛函分析的基础是线性空间的理论。
线性空间是指具有加法和数乘运算，同时满足线性结构条件的集合。
泛函分析还引入了拓扑空间的概念，拓扑空间是指在线性空间的基础上引入了距离、收敛等概念，并给出了一些性质。
2.范数与内积：范数和内积是泛函分析中常用的两个概念。
范数是定义在线性空间上的一种非负实值函数，它满足正定性、齐次性和三角不等式。
范数可以用来度量向量的大小。
内积是将两个向量映射到实数的一个运算，它满足对称性、线性性和正定性。
3.完备性和紧性：完备性是指一个空间中的柯西序列收敛于空间内的一个点。
完备性是一个重要的性质，它可以用来判断一个空间是否是可度量空间，即能够定义距离的空间。
紧性是指一个空间内的每个序列都存在收敛的子序列。
紧性常用于分析序列在空间内的收敛性。
4.泛函空间和对偶空间：泛函分析中经常考虑的是函数空间，函数空间是指由一类满足特定条件的函数构成的空间。
常用的函数空间有连续函数空间、可积函数空间等。
函数空间还可以定义内积、范数等结构。
对偶空间是一个线性空间的对偶空间，它由该线性空间上的线性函数构成。
5.泛函的连续性和收敛性：泛函分析研究的是空间到实数域的映射，所以泛函的连续性和收敛性是一个重要的问题。
在泛函分析中，我们定义了一个泛函的连续性，当且仅当对于任意给定的序列，如果其收敛于一个点，那么其映射的泛函值也会收敛于该泛函值。
类似地，我们还可以定义泛函的收敛性。
6.算子：算子是泛函分析中一个重要的概念，它是一种将一个空间映射到另一个空间的映射。
线性算子是指满足线性性质的映射，而有界算子是指满足一定范围内的性质的映射。
算子可以是线性差分方程、微分算符等。
7.泛函分析在物理学和工程学中的应用：泛函分析在物理学和工程学中有广泛的应用。
泛函分析知识点总结
泛函分析知识点总结本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March泛函分析一，距离空间定义设X是任一非空集合，对于X中的任意两点x,y，均有一个实数d(x,y)与它对应，且满足：1）d(x,y)≥0（非负性）2）d(x,y)=0当且仅当x=y(严格正)3）d(x,y)=d(y,x)4）d(x,y)≤d(x,z)+d(z,y)（三角不等式）则称d(x,y)为X中的一个距离，定义了距离d的集合称为一个距离空间，记为（X,d），有时简记为X。
设（X,d）是一个距离空间，X中的一个数列，存在X中的任意点，如果当n趋于无穷时，这个数列按照距离收敛到这个点，则称这个数列以这点收敛。
(x,y)是x,y的二元函数，若当存在一个x的数列收敛到x,存在一个y 的数列收敛到y，则这个距离关于x,y的二元函数也收敛。
(利用三角不等式证明)开球的定义（X,d）是一个距离空间，r>0，集合B(x0,r)={x∈X|d(x,x0)<r}则称以x0为中心，r为半径的开球。
有界集：称A为有界集，若存在一个开球，使得A属于这个开球。
内点：称x0为集合G的内点，若存在一个开球B(x0,r)属于G。
开集：称G为开集，若G中的每一个点都是它的内点。
闭集：开集的补集就是闭集。
（若用接触点定义闭集就是，A的接触点的全体称为A的闭包，也就是闭集。
）闭集的等价条件是这个集合中的收敛点列收敛到这个集合中的元素。
全空间和空集即使开集也是闭集。
任意个开集的并是开集，有限个开集的交是开集。
任意个闭集的交是闭集，有限个闭集的并是闭集。
等价距离：两个距离空间称为等价距离，如果它们之间可以互相表示。
连续映射：在两个距离空间之间存在一个映射：T，称T为连续映射。
若在定义域的距离空间中存在一个开集，经过映射T，在另一个距离空间定义的距离下是任意小的。
映射T是连续的等价于值域里的开集的原像仍然是开集。
泛函分析复习与总结汇编
泛函分析复习与总结汇编泛函分析是数学中的一个重要分支，它研究的是无穷维空间中的函数和函数空间的性质。
泛函分析具有很强的抽象性和广泛的应用性，在数学和物理学中都有着重要的地位。
本文将对泛函分析的基本概念、定理与应用进行复习与总结。
一、基本概念1.线性空间与赋范线性空间：线性空间是指满足线性运算规则的集合，包括实数域上的向量空间和复数域上的向量空间。
赋范线性空间是在线性空间的基础上，引入了范数的概念，即给每个向量赋予一个非负实数，满足非负性、齐次性和三角不等式等性质。
2.内积空间与希尔伯特空间：内积空间是在赋范线性空间的基础上，引入了内积的概念，即给每一对向量赋予一个复数，满足线性性、共轭对称性和正定性等性质。
希尔伯特空间是一个完备的内积空间，即内积空间中的柯西序列收敛于该空间中的元素。
3.函数空间：函数空间是指由特定性质的函数组成的集合，常见的函数空间有连续函数空间、可微函数空间和L^p空间等。
二、定理与性质1.希尔伯特空间的性质：希尔伯特空间是一个完备的内积空间，任意一序列收敛于希尔伯特空间中的元素，该序列收敛于该元素的充分必要条件是该序列的柯西序列。
2. Riesz表示定理：Riesz表示定理是希尔伯特空间的一个重要定理，它指出了希尔伯特空间中的任意线性连续泛函都可以由内积表示。
具体地说，对于希尔伯特空间中的任意线性连续泛函f，存在唯一的y∈H，使得对于所有的x∈H，有f(x)=(x,y)。
3.泛函分析的基本算子理论：算子是泛函分析中的一个重要概念，它用来描述线性变换的性质。
常见的算子包括线性算子、连续算子和紧算子等。
4.开放映射定理：开放映射定理是泛函分析中的一个重要定理，它指出了一个连续算子的开集的像还是开集。
具体地说，如果X和Y是两个赋范线性空间，并且T:X→Y是一个连续线性算子，如果T是开映射，则其像T(X)也是Y中的开集。
三、应用泛函分析在数学和物理学的各个领域都有重要的应用，包括偏微分方程、最优控制理论和量子力学等。
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泛函分析知识总结与举例、应用学习泛函分析主要学习了五大主要内容：一、度量空间和赋范线性空间；二、有界线性算子和连续线性泛函；三、内积空间和希尔伯特空间；四、巴拿赫空间中的基本定理；五、线性算子的谱。
本文主要对前面两大内容进行总结、举例、应用。
一、 度量空间和赋范线性空间（一）度量空间度量空间在泛函分析中是最基本的概念，它是n 维欧氏空间n R （有限维空间）的推 广，所以学好它有助于后面知识的学习和理解。
1．度量定义：设X 是一个集合，若对于X 中任意两个元素x ，y,都有唯一确定的实数d(x,y)与之对应，而且这一对应关系满足下列条件：1°d(x,y)≥0 ，d(x,y)=0 ⇔ x=y （非负性）2°d(x,y)= d(y,x) （对称性）3°对∀z ，都有d(x,y)≤d(x,z)+d(z,y) （三点不等式）则称d(x,y)是x 、y 之间的度量或距离（matric 或distance ），称为(X,d)度量空间或距离空间(metric space )。
（这个定义是证明度量空间常用的方法）注意:⑴ 定义在X 中任意两个元素x ，y 确定的实数d(x,y)，只要满足1°、2°、3°都称为度量。
这里“度量”这个名称已由现实生活中的意义引申到一般情况，它用来描述X 中两个事物接近的程度，而条件1°、2°、3°被认为是作为一个度量所必须满足的最本质的性质。
⑵ 度量空间中由集合X 和度量函数d 所组成，在同一个集合X 上若有两个不同的度量函数1d 和2d ，则我们认为(X, 1d )和(X, 2d )是两个不同的度量空间。
⑶ 集合X 不一定是数集，也不一定是代数结构。
为直观起见，今后称度量空间(X,d)中的元素为“点” ，例如若x X ∈，则称为“X 中的点” 。
⑷ 在称呼度量空间(X,d)时可以省略度量函数d ，而称“度量空间X ” 。
举例离散的度量空间：设X 是任意的非空集合，对X 中任意两点x,y ∈X ，令()1x y d x y =0x=y ≠⎧⎨⎩，当，，当，则称（X ，d ）为离散度量空间。
序列空间S ：S 表示实数列（或复数列）的全体，d(x,y)＝1121i i i i i i ςηςη∞=-+-∑； 有界函数空间B(A)：A 是给定的集合，B(A)表示A 上有界实值（或复值）函数全体，对B(A)中任意两点x,y ，定义d(x,y)＝At ∈sup )()(t y t x -可测函数空间M(X)：M(X)为X 上实值（或复值）的L 可测函数全体。
d(f,g)=dt t g t f t g t f x ⎰-+-)()(1)()(C[a,b]空间（重要的度量空间）：C[a,b]表示闭区间[a,b]上实值（或复值）连续函数全体，对C[a,b]中任意两点x,y ，定义d(x,y)＝)()(max t y t x bt a -≤≤ l 2：无限维空间（重要的度量空间）★ 例、是考试中常考的度量空间。
2．度量空间中的极限，稠密集，可分空间0x 的ε—领域：设（X ，d ）为度量空间，d 是距离，定义{}00(,)U x x X εε==∈∣d(x,x ）＜为0x 的以ε为半径的开球，亦称为0x 的ε—领域。
注：通过这个定义我们可以从点集这一章学到的知识来定义距离空间中一个点集的内点，外点，边界点及聚点，导集，闭包，开集等概念。
度量空间的收敛点列：设(X ，d)是一个度量空间，{}n x 是（X ，d ）中点列,如果存在x X ∈，{}n x 收敛于x ，使lim n n x x →∞=，即(,)0()n d x x n →→∞，称点列{}n x 是（X ，d ）中的收敛点列，x 叫做点列{}n x 的极限，且收敛点列的极限是唯一的。
注：度量空间中点列收敛性质与数列的收敛性质有许多共同之处。
有界集：设M 是度量空间（X ，d ）中的点集，定义,()(,)sup x y MM d x y δ∈=为点集M 的直径。
若()M δ∞＜，则称M 为（X ，d ）中的有界集。
（类似于n R ，我们可以证明一个度量空间中收敛点列是有界点集）闭集：A 是闭集⇔A 中任意收敛点列的极限都在A 中，即若n x A ∈，n=1,2，....n x x →,则x A ∈。
（要会证明）举例n 维欧氏空间nR 中，点列依距离收敛(,)0k d x x →⇔依分量收敛。
C[a,b]空间中，点列依距离收敛(,)0k d x x →⇔依分量一致收敛。
序列空间S 中，点列依坐标收敛。
可测函数空间M(X)：函数列依测度收敛于f ，即 (,)0n n d f f f f →⇔⇒。
稠密子集和可分度量空间有理数集在实数集中的稠密性，它属于实数集中，现把稠密性推广到一般的度量空间中。
定义：设 X 是度量空间，E 和M 是X 的两个子集，令M 表示M 的闭包，如果E ⊂M ，则称集M 在集E 中稠密，当E=X 时，称M 为X 的一个稠密子集，如果X 有一个可数的稠密子集，则称X 为可分空间。
注：可分空间与稠密集的关系：由可分空间定义知，在可分空间X 中一定有稠密的可数集。
这时必有X 中的有限个或可数个点在X 中稠密。
举例①n 维欧式空间n R 是可分空间：坐标为有理数的全体是n R 的可数稠密子集。
②离散度量空间X 可分⇔X 是可数集。
（因为X 中无稠密真子集，X 中唯一的稠密只有X 本身）③l ∞是不可分空间。
数学知识间都有联系，现根据直线上函数连续性的定义，引进了度量空间中映射连续性的概念。
3. 连续映射定义：设X=（X ，d ） Y=（Y ，~d ）是两个度量空间，T 是X 到Y 中的映射0x єX ，如果对∀ε>0，∃δ>0 ，使对X 中一切满足d （x ，0x ）<δ的x ，有~0(,x )d Tx T ε＜，则称T 在0x 连续。
（度量空间之间的连续映射是数学分析中连续函数概念的推广，特别，当映射是值域空间Y R =时，映射就是度量空间上的函数。
） 注：对于连续可以用定义证明，也可以用邻域的方法证明。
下面用邻域描述：对T 0x 的ε-邻域U ，存在0x 的某个δ—邻域V ，使T V ⊂U ，其中T V 表示V 在映射T 作用下的像。
定理1：设T 是度量空间（X ，d ）到度量空间（Y ，~d ）中映射，T 在0x X ∈连续⇔当0n x x →()n →∞时，必有0()n Tx Tx n →→∞。
在映射中我们知道像与原像的概念，下面对原像给出定义。
原像的定义：映射T 在X 的每一点都连续，则称T 是X 上的连续映射，称集合{x ∣x ∈X ，Tx ⊂M ⊂Y}为集合M 在映射T 下的原像，简记为1T M -。
★可见，对于度量空间中的连续映射可以用定理来证明，也可以用原像的定义来证明。
定理2：度量空间X 到Y 中的映射T 是X 上连续映射⇔Y 中任意开集M 的原像1T M -是X 中的开集（除此之外，利用1T -（M 的补集）=（1T M -）的补集，可将定理中开集改成闭集，定理也成立。
）注：像开原像开，像闭原像闭，映射连续。
在数学分析中有学过收敛点列，柯西点列，但研究都在R 中。
现在我们可类似的给出度量空间中柯西点列的概念。
4. 柯西（Cauchy ）点列和完备的度量空间。
柯西点列的定义 ：设X=（X ，d ）是度量空间，{n x }是X 中的点列，对∀ε>0，∃正整数N=N （ε），使当ｎ，ｍ>N 时，必有ｄ（n x ，m x ）<ε，则称{n x }是X 中的柯西（Cauchy ）点列或基本点列。
【会判断：柯西点列是有界点列】我们知道实数集的完备性，同时在学习数列收敛时，数列收敛的充要条件是数列是Cauchy 列，这由实数的完备性所致。
在度量空间中，这一结果未必成立。
但在度量空间中的确存在完备的度量空间。
完备的度量空间的定义：如果度量空间（X ，d ）中每一个柯西点列都在（X ，d ）中收敛，那么称（X ，d ）是完备的度量空间．★但要注意，在定义中要求X 中存在一点，使该柯西点列收敛到这一点。
举例（记住结论）有理数全体按绝对值距离构成的空间不完备，但n 维欧式空间n R 是完备的度量空间。
在一般度量空间中，柯西点列不一定收敛，但是度量空间中的每一个收敛点列都是柯西点列：C 、C[a,b]、l ∞也是完备的度量空间。
定理 完备度量空间X 的子空间M ，是完备空间⇔M 是X 中的闭子空间。
P ［ａ，ｂ］（表示闭区间［ａ，ｂ］上实系数多项式全体，作为C ［ａ，ｂ］的子空间）是不完备的度量空间．5. 度量空间的完备化。
等距映射：设（X ，d ），~~,X d （）是两个度量空间，T 是从X 到~X 上的映射，即对∀x,y X ∈,~d (Tx,Ty)=d(x,y),则称T 是等距映射。
定义：设（X ，d ），~~,X d （）是两个度量空间，如果存在一个从X 到~X 上的等距映射T ，则称（X ，d ）和~~,X d （）等距同构，此时T 称为X 到~X 上的等距同构映射。
（像的距离等于原像的距离）注：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的。
定理1（度量空间的完备化定理）：设X=（X ，d ）是度量空间，那么一定存在完备度量空间~~~=,X X d （），使X 与~X 的某个稠密子空间W 等距同构，并且~X 在等距同构下是唯一的,即若（ˆX，ˆd ）也是一个完备的度量空间，且X 与ˆX 的某个稠密子空间等距同构，则~~,X d （）与（ˆX ，ˆd ）等距同构。
(不需要掌握证明但是要记住结论) 定理1的改述：设X=X （，d ）是度量空间，那么存在唯一的完备度量空间~~~=,X X d （），使X 为~X 的稠密子空间。
6. 压缩映射原理及其应用（重点内容，要求掌握并会证明）学习完备度量空间概念，就需要应用，而压缩映像原理是求解代数方程、微分方程、积分方程，以及数值分析中迭代算法收敛性很好的工具，另外要学会如何求不动点。
压缩映射定义：X 是度量空间，T 是X 到X 的映射，如果存在一个数α，0,1α∈（），使 对∀ x ，y X ∈，d （Tx ，Ty ）≦αd （x ，y ） 则称T 为压缩映射。
（压缩映射定理）设X 是完备的度量空间，T 是X 上的压缩映射，那么T 有且仅有一个不动点（即方程Tx=x ，有且只有一个解）。
（x 是T 的不动点⇔x 是方程Tx=x 的解）这个定理对代数方程、微分方程、积分方程、数值分析的解的存在性和唯一性的证明中起重要作用。
压缩映射原理的应用：在众多情况下，求解各种方程的问题可以转化为求其某一映射的不动点，现在以大家熟悉的一阶常微分方程(,)dy f x y dx= （1） 为例来说明这一点。