Analysis II

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出版者:Birkhäuser
作者:Herbert Amann
出品人:
页数:415
译者:
出版时间:2006-3-18
价格:EUR 29.95
装帧:Taschenbuch
isbn号码:9783764371050
丛书系列:
图书标签:
  • Analysis
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  • 多元微积分
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具体描述

Der zweite Band dieser EinfA1/4hrung in die Analysis behandelt die Integrationstheorie von Funktionen einer Variablen, die mehrdimensionale Differentialrechnung und die Theorie der Kurven und Kurvenintegrale. Der im ersten Band begonnene moderne und klare Aufbau wird konsequent fortgesetzt. Dadurch wird ein tragfAhiges Fundament geschaffen, das es erlaubt, interessante Anwendungen zu behandeln, die zum Teil weit A1/4ber den in der A1/4blichen Lehrbuchliteratur behandelten Stoff hinausgehen. Zahlreiche Aoebungsaufgaben von unterschiedlichem Schwierigkeitsgrad und viele informative Abbildungen runden dieses Lehrbuch ab.

《分析学II:理论与应用》 这是一本深入探索数学分析核心概念的书籍,专为希望在数学、科学及工程领域打下坚实基础的学生和研究者而设计。本书在《分析学I》的基础上,进一步拓展了微积分的理论疆界,重点关注多变量函数的分析、度量空间理论以及积分理论的深化。 第一部分:多变量函数的分析 本书的开篇,我们将目光从单一变量的函数转向更广阔的多变量函数世界。这一部分将详细介绍: 偏导数与梯度: 学习如何理解函数在多个方向上的变化率,以及梯度的几何意义和应用,例如最速下降法。我们将探讨高阶偏导数,并介绍 Clairaut 定理(混合偏导数交换次序的条件)。 方向导数: 学习如何计算函数沿着任意方向的变化率,以及方向导数与梯度的关系。 多元函数的泰勒展开: 将单变量函数的泰勒展开推广到多变量函数,为近似计算和局部分析提供强大的工具。我们将详细介绍二阶及更高阶的泰勒公式,并讨论余项的形式。 极值问题: 深入分析多元函数的局部极值和全局极值。我们将学习如何使用一阶和二阶偏导数来寻找驻点,并运用 Hessian 矩阵来判断极值的类型(极大值、极小值、鞍点)。 条件极值与拉格朗日乘数法: 学习如何在给定约束条件下寻找函数的极值。拉格朗日乘数法作为解决此类问题的核心工具,将在此进行详细的推导和应用示例,覆盖单约束和多约束情况。 隐函数定理与反函数定理: 这是多元分析中至关重要的两个定理。我们将严谨地证明这两个定理,并展示它们在代数方程组求解、参数化曲面和坐标变换等方面的广泛应用。 Jacobian 矩阵与行列式: 介绍 Jacobian 矩阵及其行列式在描述多元函数局部线性近似和体积变化方面的作用,特别是用于多重积分的变量替换。 第二部分:度量空间理论 为了更抽象和普遍地理解收敛、连续性和极限等分析概念,本书引入了度量空间的理论。这部分内容将为后续更高级的数学学习奠定基础: 度量空间的定义与例子: 介绍度量(距离)的概念,以及由度量诱导出的度量空间。我们将考察欧几里得空间 $mathbb{R}^n$、函数空间、序列空间等各种重要度量空间的例子。 开集、闭集、邻域与收敛: 在度量空间中重新定义这些基本拓扑概念。学习开球、闭球的性质,以及在度量空间中序列的收敛性定义。 完备性: 介绍完备度量空间的概念,以及 Cauchy 列。我们将讨论完备性在保证极限存在方面的重要性,并给出完备空间的典型例子(如 $mathbb{R}^n$)和非完备空间(如有理数集)。 紧致性: 深入研究紧致空间的性质,包括 Heine-Borel 定理在 $mathbb{R}^n$ 中的应用。我们将证明紧致空间中的连续函数具有最大值和最小值,并且是均匀连续的。 连续性与一致连续性: 在度量空间中重新审视函数的连续性。我们将区分逐点连续和一致连续,并讨论一致连续性对于函数逼近和积分性质的重要性。 第三部分:积分理论的深化 在掌握了多变量函数和度量空间的基本工具后,本书将进一步深化对积分理论的理解,主要聚焦于黎曼积分和勒贝格积分: 重积分: 学习计算多变量函数的黎曼积分,包括直角坐标系和极坐标系下的计算方法。我们将介绍 Fubini 定理(重积分与累次积分的等价性),并讨论其应用。 曲线积分与曲面积分: 介绍参数化曲线和曲面的概念,学习计算标量函数和向量场沿曲线的积分(第一类和第二类曲线积分),以及向量场通过曲面的积分(第一类和第二类曲面积分)。 格林公式、高斯公式(散度定理)与斯托克斯公式: 这是向量分析的三个基本定理,它们将不同维度的积分联系起来。我们将详细证明并展示这些定理在物理学(如电磁学、流体力学)和几何学中的重要应用,它们都体现了“边界上的积分等于内部的某种积分”的统一思想。 勒贝格积分初步: (根据内容深度可选择性介绍)为读者引入更强大的积分理论——勒贝格积分。介绍可测集、可测函数等基本概念,以及勒贝格积分与黎曼积分的关系。重点将放在勒贝格积分的优点,如更广的积分范围和更好的收敛性定理。 本书特点: 严谨性与清晰性并存: 在提供严格数学证明的同时,注重概念的清晰阐述和直观理解,配以丰富的图示和例子。 理论与应用相结合: 详细介绍各个定理的应用场景,特别是与物理、工程等学科的联系,帮助读者理解数学工具的实用价值。 循序渐进的学习路径: 内容组织科学合理,从基础到深入,确保读者能够逐步掌握分析学的精髓。 习题丰富: 每章都配有大量精心设计的习题,包括概念理解题、计算题和证明题,以巩固所学知识并锻炼解决问题的能力。 《分析学II:理论与应用》将帮助读者建立起坚实的数学分析知识体系,为进一步学习高等数学、应用数学以及相关科学领域打下坚实的基础。

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读后感

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《Analysis II》在“积分”部分的阐述,可以说是循序渐进、深入浅出的典范。它从黎曼积分的定义和性质开始,并没有直接跳到更抽象的勒贝格积分,而是先花了不少篇幅来巩固读者对黎曼积分的理解,包括其可积条件、积分的线性性质以及牛顿-莱布尼茨公式的推广。我尤其喜欢书中对“曲面积分”和“体积积分”的讲解,它不仅仅给出了定义和计算方法,更重要的是解释了这些积分在物理学中的实际意义,比如计算曲线的长度、曲面的面积、以及物体的体积和质量分布。这本书让我对“向量微积分”有了更清晰的认识,特别是对“格林公式”、“高斯公式”和“斯托克斯公式”的推导和应用,都处理得非常到位。它清晰地展示了这些看似复杂的定理是如何将不同维度的积分联系起来,以及它们在解决流体力学、电磁学等问题中的强大威力。通过这本书,我发现积分不仅仅是求面积和体积的工具,更是描述物理量变化和分布的关键。

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在我看来,《Analysis II》在“级数”方面的讲解,可以说是这本书的精华之一。它不仅仅罗列了各种收敛判别法,更重要的是深入探讨了级数所代表的函数性质。书中对“一致收敛”的强调,让我深刻理解了为什么它比逐点收敛更为重要,以及它如何保证了函数序列的极限函数的连续性、可积性和可微性。我特别喜欢书中对“泰勒级数”的深入剖析,它不仅给出了收敛半径的计算方法,更重要的是展示了如何利用泰勒级数来逼近和表示各种复杂的函数,例如指数函数、三角函数以及对数函数。书中还提到了“函数空间”的概念,并简单介绍了“巴拿赫空间”和“希尔伯特空间”等重要概念。这些内容虽然抽象,但书中通过具体的例子,让我初步领略到了它们在泛函分析等更高级数学分支中的重要作用。这本书让我感受到,级数不仅仅是数字的简单相加,更是连接离散与连续、代数与分析的重要桥梁。

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我一直认为,理解“微分”的本质,是深入理解分析学的一大关键。《Analysis II》在这一部分的内容,给我留下了深刻的印象。它不仅仅是对单变量微分的简单回顾,而是将焦点放在了多变量微分的理论和应用上。书中对“方向导数”、“梯度”、“散度”和“旋度”等概念的引入,都非常及时且清晰。作者通过对“梯度下降法”等优化算法的讲解,展示了微分在解决实际问题中的重要性。我尤其喜欢书中对“隐函数定理”和“反函数定理”的详细推导和几何解释。这些定理不仅在理论上具有重要意义,在计算机图形学、机器人学等领域也有着广泛的应用。此外,书中对“马尔可夫链”和“泊松过程”等随机过程的初步介绍,虽然篇幅不多,但也让我看到了分析学在概率论和统计学中的应用潜力,这对于我来说是一个非常惊喜的发现。

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《Analysis II》在“积分”这一块的内容,给我的感觉是既有深度又有广度。它从经典的黎曼积分概念出发,然后逐步过渡到更具一般性的勒贝格积分。书中对勒贝格积分的引入,并不是直接给出复杂的定义,而是通过“可测集”、“可测函数”等概念,循序渐进地引导读者理解其优越性。我非常欣赏书中对“积分的收敛性”的讨论,特别是对“控制收敛定理”和“单调收敛定理”的证明和应用。这些定理在处理各种积分运算时,提供了强大的工具。此外,书中对“傅里叶变换”的初步介绍,也让我对它在信号处理、图像处理等领域的应用有了初步的认识。这本书让我意识到,积分不仅仅是求面积的工具,更是理解和描述各种连续变化和累积效应的关键,而勒贝格积分则将这种理解推向了一个新的高度。

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随着阅读的深入,《Analysis II》在某个章节中对“紧致性”的阐述,着实让我眼前一亮。我一直认为,理解紧致性是掌握分析学精髓的关键之一,它将我们从简单的局部性质引向了全局的、更具“稳定性”的结论。这本书在介绍紧致性时,并没有直接抛出定义,而是先通过一系列关于“可数子开覆盖”的例子,巧妙地将读者引入到这个概念的直观理解中。例如,它用了一个关于闭区间上连续函数的例子,生动地展示了紧致集上函数的性质是如何被“限制”得如此“乖巧”。作者并没有回避证明的严谨性,但他处理的方式却非常人性化,将复杂的逻辑链条拆解成一个个小单元,并辅以大量的图示和解释,确保读者能够跟得上思路。我特别欣赏的是,在讲解完紧致性的几个等价定义之后,作者并没有就此打住,而是立刻将其应用到一系列重要的定理证明中,比如 Heine-Borel 定理的应用,以及在度量空间中紧致集的一些基本性质。这种“学以致用”的教学方式,极大地增强了我学习的动力和信心,让我不再觉得分析学只是枯燥的符号堆砌,而是充满了智慧的构建。

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我是一个对数学史略有了解的爱好者,所以在阅读《Analysis II》的过程中,我总会不自觉地去寻找那些经典数学思想的影子。《Analysis II》在谈到“傅里叶级数”的部分,给了我很大的启发。它并没有直接给出一堆公式和收敛定理,而是先从物理学中的振动问题出发,生动地解释了为什么我们需要将函数分解成一系列三角函数的和。这种跨学科的视角,让我觉得学习分析学不再是孤立的数学训练,而是与现实世界紧密相连的。更重要的是,书中对傅里叶级数收敛性的探讨,非常细致。它清楚地阐述了在不同条件下的收敛情况,比如逐点收敛、一致收敛,以及这些条件对级数所代表的函数的性质会产生怎样的影响。我尤其喜欢作者在引入“Lp空间”和“巴拿赫空间”时,所展现出的深度和广度。这些概念的抽象程度很高,但书中通过大量的例子,比如希尔伯特空间与傅里叶级数之间的联系,让我看到了这些抽象概念的强大生命力,以及它们在泛函分析等更高级领域中的重要地位。

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作为一名已经学习过基础分析的读者,《Analysis II》在“微分”章节的处理方式,让我印象深刻。它没有停留在对单变量函数求导的简单回顾,而是迅速将视角拓展到多变量函数,特别是“隐函数定理”和“反函数定理”的引入,让我感受到了分析学在处理复杂问题时的力量。书中对这些定理的证明,可以说是教科书级别的。作者首先从直观的角度解释了这些定理的几何意义,比如在曲面上局部“翻转”的可能性,然后才逐步引入更严谨的数学语言。我非常欣赏书中对“雅可比矩阵”的详细讲解,以及它如何通过线性近似来理解非线性函数的局部行为。此外,书中还对“泰勒展开”进行了更深入的探讨,不仅限于单变量,还涉及多变量的泰勒公式,以及余项的不同形式。这些内容对于理解函数的局部性质、进行数值逼近以及在物理学和工程学中进行模型简化都至关重要。这本书让我意识到,仅仅掌握求导技巧是远远不够的,理解导数的本质以及它在多维空间中的作用,才是分析学学习的进阶之路。

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刚刚翻开《Analysis II》这本书,一种久违的、又带着些许忐忑的学术气息扑面而来。作为一名对数学分析情有独钟却又常常被其精妙逻辑折磨得无处遁形的读者,我一直相信,真正优秀的教材,不仅仅是知识的传递者,更应该是引导者,它能够将那些抽象的概念具象化,将那些复杂的定理条理化,最终让读者在豁然开朗中感受到数学的魅力。这本书给我的第一印象,就是它似乎正朝着这个目标迈进。封面上简洁而专业的字体,内页纸张的质感,都透露出一种严谨的态度,这让我对接下来即将展开的旅程充满了期待。我尤其关注它在引入新概念时的呈现方式,是否能够循序渐进,是否能够从直观的例子出发,一步步引导读者理解其背后的深刻含义。毕竟,对于分析学来说,直觉的建立往往是通往严谨证明的第一步。我迫切地想知道,它将如何讲解那些曾经让我头疼的概念,比如度量空间、完备性、以及各种收敛性的判别,而这些概念的掌握,恰恰是后续学习更加高深数学分支的基石。我希望这本书不仅能让我“懂”,更能让我“会”,会运用这些工具去解决问题,去进行更深层次的思考。

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我在阅读《Analysis II》时,对它在“序列与级数”部分的讲解方式印象非常深刻。这本书并没有简单地罗列各种收敛判别法,而是从“收敛”这个概念本身出发,探讨了各种序列和级数在何种条件下才能“稳定”下来,以及这种“稳定”意味着什么。书中对“一致收敛”的讲解,可以说是这本书的亮点之一。它清晰地解释了为什么一致收敛比逐点收敛更为重要,以及它在保证函数列的极限函数具有某些良好性质(如连续性、可微性、可积性)方面的关键作用。我尤其喜欢书中对“幂级数”和“泰勒级数”的深入探讨,它不仅给出了收敛半径的计算方法,更重要的是展示了如何利用这些级数来表示各种复杂的函数,以及这些级数在数值计算和函数逼近中的应用。通过对傅里叶级数和幂级数的比较,让我对函数的展开和逼近有了更深刻的理解。这本书让我认识到,序列和级数的收敛性不仅仅是一个理论问题,更是连接抽象数学与实际应用的重要桥梁。

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《Analysis II》在“度量空间”这个章节的处理,让我体会到了数学的抽象之美和强大统一性。在学习了实数域上的分析之后,度量空间的引入,将我们从熟悉的欧几里得空间拓展到了更广阔的数学世界。这本书非常巧妙地通过一些非欧几里得空间的例子,比如函数空间、序列空间,来展示度量空间的普遍性。它对“开集”、“闭集”、“完备性”等基本概念的定义和性质的阐述,都非常严谨。我特别欣赏书中对“紧致性”在度量空间中的推广,以及它如何与完备性联系起来,形成更深刻的结论。例如,它通过“巴拿赫不动点定理”的应用,展示了度量空间理论在解决微分方程、积分方程等问题中的强大能力。这本书让我明白,很多我们熟悉的分析学性质,例如收敛、连续、紧致,都可以在更一般的框架下得到理解和应用,这极大地拓展了我的数学视野。

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