当前,在研究生的教学中加强数学课程已成为一种趋势,人们越来越认识到数学知识和数学素质对于创新人才的培养十分重要。目前研究生阶段的数学教学普遍面临学时紧、专业面广、应用性强等特点,因此对于研究生的数学课程设置和建设仍是一个值得探讨的问题。针对研究生教学的上述特点和需求,我们编写了这本《应用数学基础》。
本书以工科硕士研究生为对象,以反映现代数学思想方法、提供**的数学基础、力求贴近应用背景为编写宗旨,融合几位作者多年教学实践经验而成。全书以泛函分析为主线,内容分为三篇:**篇泛函分析,第二篇矩阵代数与矩阵分析,第三篇Fourier分析与小波变换。三部分内容有机贯穿但又相对独立,既提供了一门课程的完整教材,又可根据不同需要选用部分内容。
本书首先较为系统地介绍泛函分析的理论与方法。**章预备知识,主要介绍集合与映射、线性空间等基本概念;为了引入无穷维空间的需要,简要介绍了可数集;考虑到泛函分析中许多空间的性质都是从实数中抽象出来的,因此将实数的完备性也列入了预备知识。第二章赋范线性空间,介绍度量空间、赋范线性空间和内积空间的代数与拓扑结构。其中度量空间主要介绍赋范线性空间中那些与线性运算无关的拓扑性质,如序列、级数的收敛性,映射的连续性及空间的完备性、可分性和紧性等;赋范线性空间中则在阐述基本概念的基础上,介绍了应用中常见的赋范线性空间及其性质;*后将内积空间作为赋范线性空间的特殊情况进行了讨论,特别介绍了正交等几何性质及在实际问题中应用广泛的正交系、广义Fourier系数和*佳平方逼近等概念。第三章有界线性算子,阐述了有界线性算子和有界线性泛函的基本概念,扼要介绍了一致有界原理、开映射定理、闭图像定理和泛函延拓定理等泛函分析基本定理。第四章Lebesgue积分及应用,介绍了Lebesgue测度和Lebesgue积分理论,这既是一部分相对独立的内容,又为赋范线性空间及有界线性算子理论提供丰富的实例,同时也是后面Fourier分析与小波变换的基础。