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1、泛函分析泛函分析主讲教师:何中全西华师范大学数学与信息学院 1.1.度量空间的进一步例子度量空间的进一步例子第七章第七章 度量空间度量空间和赋范线性空间和赋范线性空间 度量空间和度量的定义度量空间和度量的定义.例例1 1 离散的度量空间离散的度量空间 例例2 2 序列空间序列空间S S 例例3 3 有界函数空间有界函数空间B B(A A)例例4 4 可测函数空间可测函数空间M(X)M(X)例例5 5 连续函数空间连续函数空间Ca,bCa,b 例例6 6 空间空间 教学过程教学过程:复习引入:复习引入:(1)复习第二章n维欧氏空间中的邻域,开集、闭集、极限等相应概念。(2)今天学习的度量空间与
2、n维欧氏空间有什么样子的区别和联系呢?进而举例说明常用的几种不同度量空间。讲解新课:讲解新课:例例 1 离散的度量空间离散的度量空间 设X是任意的非空集合,对X中任意两点 ,令 容易验证 满足第二章中关于举例的定义中的条件 及 。我们称 为离散的估量空间。由此可见,在任何非空集合上总可以定义距离。使它成为度量空间。例例 2 序列空间序列空间S 令S表示实数列(或复数列)的全体,对S中任意两点 及 ,令易知 满足距离条件 ,下面验证 满足距离条件 。为此我们首先证明对任意两个复数 和 ,成立不等式事实上,我们考察 上的函数由于在 上,所以 在 上单调增加,由不等式 ,我们得到 令 ,则 ,代入上
3、面不等式,得 由此立即可知 满足距离条件 ,即S按 成一度量空间。例 3 有界函数空间B(A)设A是一给定的集合,令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,定义下面验证 满足条件 和 。显然是非负的。又 等价于对一切 ,成立 ,所以 ,即 满足条件 ,此外,对所有的 成立所以即 满足条件 ,特别的,当 时,记 B(A)为 .例例 4 可测函数空间可测函数空间设 为X上的实值(或复值)的Lebesgue 可测函数全体,m为Lebesgue 测度,若 ,对任意两个可测函数 及 ,由于 所以这是X上的可积函数,令如果把 中的两个几乎处处相等的函数视为 中的同一个元,
4、那么利用不等式 及积分性质很容易验证 是距离。因此 按上述距离 成为度量空间。例例 5 空间空间 令 表示闭区间 上的实值(或复值)连续函数全体,对 中任意两点 ,定义容易验证它满足距离条件 和 例例 6 记 ,定义则d是 的距离。距离条件 是容易得出的,现检验条件 对任何正整数n,和 都是 中的元素,由Cauchy 不等式再令右端 ,即得再令左端的即得由此可得令取 。以 代入上式,即可得 的三点不等式 由上述例子可见,度量空间除了有限维的欧几里德空间由上述例子可见,度量空间除了有限维的欧几里德空间 之外,还包括其他的空间之外,还包括其他的空间教学目标教学目标:(一)知识与技能目标:1 把在第二章的维欧氏空间中学习过的邻域、极限、开集、闭集等相应概念转移到度量空间中来。2 引入更多的度量空间的例子和泛函分析中的证明思想。(二)过程与方法目标:从一些具体的空间实例中加深对基本概念的理解。教材分析教材分析:(一)教学重点:离散度量空间,序列空间,有界空间,可测函数空间,的性质。(二)教学难点:序列空间,有界函数空间 课课 型型:新授课 教学方法教学方法:讲解法