實用泛函分析

實用泛函分析
定價:228
NT $ 198
 

內容簡介

本書主要介紹泛函分析的基本知識前5章介紹距離空間、線性賦範空間、內積空間和索波列夫空間、線性算子、線性泛函︰第6章介紹泛函的極值及算子方程的弱形式,尤其詳細介紹了彈性力學方程和不可壓縮流體的弱形式的表述︰第7章介紹算子方程弱形式解的存在和唯一性︰第8章介紹基于變分原理的各種近似方法……李滋法,布波諾夫-伽羅金法,最小二乘法,子域法,康托羅維奇及楚瑞夫茨法等半解析法,同時附有詳盡的例題︰第9章從泛函分析的角度表述有限單元法(協調元、雜交元、擬協調元和半解析有限單元),以加深讀者對有限單元法本質的理解。

本書敘述淺顯易懂,公式推導詳盡,可讀性強,可作為工程專業高年級學生和研究生學習泛函分析之用。
 

目錄

第1章 距離空間
1.1 距離空間的定義及例
1.2 序列極限
1.3 開集、閉集與連續映射
1.4 完備性、稠密、可分及列緊性
1.4.1 距離空間的完備性
1.4.2 距離空間的稠密、可分及列緊性
1.5 拓撲空間基本概念
1.6 壓縮映射原理及其應用
1.6.1 壓縮映射及不動點
1.6.2 巴拿赫壓縮映射定理
1.6.3 應用
1.7 附錄
第2章 線性賦範空間
2.1 線性空間的定義及例
2.2 空間的基及維數
2.3 線性空間的同構
2.4 子空間、線性流形及凸集
2.5 線性賦範空間
2.6 距離空間與賦範空間
2.6.1 距離與範數的差異
2.6.2 巴拿赫空間
2.6.3 巴拿赫空間的級數
2.6.4 乘積空間
2.7 線性賦範空間的基本性質
2.8 有限維線性賦範空間
第3章 內積空間
3.1 內積空間
3.2 希爾伯特空間
3.3 正交分解和投影定理
3.4 傅里葉級數
3.4.1 希爾伯特空間的正交基和正交化方法
3.4.2 傅里葉級數展開
3.5 正交補
3.6 最小範數問題
3.7 索波列夫空間
3.7.1 空間H1[a,b]
3.7.2 空間Hl(G)和空間Hol(G)
3.7.3 嵌入定理
第4章 有界線性算子
4.1 線性算子的定義
4.2 算子的範數
4.3 投影算子
4.4 有界線性算子空間
4.5 逆算子
4.6 共鳴定理
第5章 有界線性泛函、共軛空間及線性算子的譜
5.1 泛函的概念及共軛空間
5.2 某些空間的共軛空間
5.2.1 N維歐氏空間
5.2.2 希爾伯特空間
5.2.3 分布空間
5.3 線性泛函的延拓
5.4 二次共軛空間與弱收斂
5.5 共線與正交
5.6 共軛算子
5.6.1 共軛算子的概念
5.6.2 自共軛算子及雙線性型
5.6.3 值域和零空間的關系
5.7 線性算子的譜分析
5.7.1 譜的基本概念
5.7.2 恆等算子的分解
5.7.3 譜的某些性質
5.7.4 緊算子、正規和自共軛算子譜性質
5.7.5 無界算子的譜分析
第6章 泛函的極值及算子方程的弱形式
6.1 算子的微分
6.1.1 伽脫微分
6.1.2 弗里奇微分
6.1.3 有限增量公式和平均值定理
6.1.4 泰勒公式
6.2 最優問題
6.2.1 極值點的必要條件歐拉方程
6.2.2 自然邊界條件
6.2.3 極值點的充分條件
6.2.4 具有等式約束的極值問題
6.2.5 罰函數法
6.2.6 具有不等式約束的極值問題
6.3 算子方程的弱形式
6.3.1 有勢算子
6.3.2 泊松方程的弱形式
6.3.3 彈性力學基本方程的弱形式
第7章 算子方程弱形式解的存在和唯一性
7.1 二次泛函的最小值
7.1.1 算子方程和泛函最小值點的等價性
7.1.2 能量空間
7.2 方程中已知量的光滑性條件
7.3 弱形式方程解存在唯一定理
7.3.1 Friedrich、Poincare及Korn不等式
7.3.2 Lax-Milgram定理
7.4 非齊次邊界條件
7.5 諾依曼邊值問題
7.5.1 可解性條件
7.5.2 高階方程可解性條件
7.6 具有等式約束的邊值問題
第8章 變分近似方法
8.1 李滋法
8.1.1 方法的表述
8.1.2 收斂和穩定性
8.1.3 應用
8.2 加權余值法
8.2.1 布波諾夫一伽羅金法
8.2.2 最小二乘法
8.2.3 配點法和子域法
8.3 半解析法
8.3.1 康托羅維奇法
8.3.2 楚瑞夫茨法
8.4 與時間有關的問題
8.4.1 引言
8.4.2 拋物型方程
8.4.3 雙曲型方程
8.4.4 時間離散方法
第9章 有限單元法
9.1 有限單元法的一般性質
9.1.1 引言
9.1.2 域的剖分
9.1.3 有限單元插值函數
9.1.4 單元連通性(單元組裝)
9.1.5 有限單元解的存在和收斂
9.2 一維二階微分方程
9.2.1 基本方程
9.2.2 李滋有限單元法
9.2.3 李滋有限單元法的應用j
9.2.4 加權余值有限單元法
9.3 一維四階方程
9.3.1 工程中的四階常微分方程
9.3.2 李滋法
9.4 與時間有關的一維問題
9.5 有限單元解的誤差
9.5.1 引言
9.5.2 收斂誤差
9.5.3 解的精度
9.6 二維二階方程
9.6.1 基本方程
9.6.2 李滋有限單元法
9.6.3 插值函數
9.6.4 解的存在性和誤差估計
9.6.5 例子
9.6.6 加權余值有限單元法
9.7 二階偏微分方程組
9.7.1 平面彈性
9.7.2 二維不可壓縮流體
9.7.3 彈性板彎曲
9.8 雜交元和擬協調元
9.8.1 雜交元
9.8.2 擬協調元
9.8.3 半解析有限單元法
參考文獻
 

泛函分析是現代數學的一個重要分支,以其高度的統一性和廣泛的應用性,被日益廣泛地應用到工程技術的各個領域,發揮著指導和工具的作用,以至于大量的物理、力學專著和文獻使用泛函分析的語言進行表述。因此泛函分析就成為工程專業的本科生或研究生渴望學習並掌握的一門學科。盡管存在很多為非數學專業學生編寫的泛函分析教材,但普遍存在過于數學化,推導簡單,可讀性差的缺點,另個泛函分析內容比較豐富,這些都使非數學專業的讀者望而卻步。而有些《應用泛函分析》雖涉及應用,但往往是所應用領域的理論問題,不是泛函分析對于工程問題分析的直接應用,因而不能引起讀者學習的興趣。本書除了介紹泛函分析的一些基本概念,還介紹這些概念的具體應用,例如變分法和一些工程中常用的近似方法都從泛函分析的角度給出詳盡的介紹,適于初學者學習,為了與通常的應用泛函相區別,本書命名為《實用泛函分析》。

對于非數學專業的讀者,初讀泛函分析往往感覺帛象、難懂。但當真正弄懂泛函分析是什麼時候,就不會有枯燥的感覺了。正如著名數學家徐利治所說的︰“泛函分析是一門很優美的數學,它的高度概括性、應用的廣泛性以及表述形式的簡潔性,常能激發善教者和善學才的贊美和喜悅。”然而要想從“枯燥”達到“優美”、“贊美”和“喜悅”的境界並非蝗事。為此在本書編寫過程中,以工程專業學生的數學水平為基礎,公式推導詳盡,並對某些很抽象的數學結論給出讀者熟悉的物理、力學例題,激發讀者的學習興趣和地泛函分析的“贊美”之感,如由抽象的算子的值或和零空間的關系能夠給出通常熟知的結構的外激力頻率和結構固有頻率相等時解不存在,即發生共振。本書是一本真正的學習泛函分析的入門書。

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