Учебно-методическое пособие. — Костанай: Каспийский государственный университет им. А. Байтурсынова (КГУ), 2016. — 224 с.
В учебно-методическом пособии рассматриваются основы функционального анализа: метрические пространства, линейные метрические пространства и функционалы, линейные операторы в пространствах Банаха, операторные уравнения в пространствах Гильберта.
Учебно-методическое пособие будет полезным для обучающихся по специальности 5В060100 — Математика.
Введение
Метрические пространстваМетрические пространства. Определения и примеры
Непрерывные отображения метрических пространств
Сходимость
Сходимость на языке окрестностей
Непрерывность по Гейне
Замыкание
Замкнутые множества
Открытые множества
Полные метрические пространства
Теорема о вложенных шарах
Плотные подмножества. Теорема Бэра
Полнота и разрешимость уравнений
Пополнение пространства
Принцип сжимающих отображений
Применение принципа сжимающих отображений к обыкновенным дифференциальным уравнения
Применение принципа сжимающих отображений к интегральным уравнениям
Линейные метрические пространства и функционалыЛинейные пространства
Нормированные пространства
Пополнение нормированного пространства
Евклидовы пространства
Пополнение евклидова пространства
Ортогональные системы. Теорема об ортогонализации
Коэффициенты Фурье. Неравенство Бесселя
Теорема Рисса-Фишера
Теорема об изоморфизме
Подпространства, ортогональные дополнения
Свойство параллелограмма
Комплексные евклидовы пространства
Функционалы: основные определения и примеры
Компактные множества в метрическом пространстве. Непрерывные функционалы на компактах
Компактность и полная ограниченность
Компактные множества в C[a, b]. Теорема Арцела
Свойства непрерывных линейных функционалов
Теорема Хана-Банаха в нормированных пространствах
Теорема Хана-Банаха для комплексных пространств
Сопряженное пространство
Теорема об общем виде непрерывного линейного функционала на полном евклидовом пространстве
Второе сопряженное пространство
Слабая сходимость
∗-слабая сходимость∗
Обобщенные функции
Производная обобщенной функции
Дифференциальные уравнения в классе обобщенных функций
Обобщенные функции нескольких переменных
Свертка обобщенных функций
Линейные операторы в пространствах БанахаЛинейные операторы: основные определения
Норма оператора
Пространство ограниченных линейных операторов
Компактные операторы
Принцип равномерной ограниченности
Теорема Банаха-Штейнгауза
Замкнутые операторы
Теорема о замкнутом графике
Сопряженный оператор
Операторные уравнения
Обратный оператор
Непрерывная обратимость
Достаточные условия непрерывной обратимости
Спектр оператора. Резольвента
Спектр компактного оператора
Операторные уравнения в пространствах Гильберта
Продолжение линейного непрерывного оператора на пополнение. Пространство Лебега
Множества меры нуль. Сходимость почти всюду
Функции, интегрируемые по Лебегу
Основные свойства интеграла Лебега
Кратный интеграл Лебега
Сопряженный оператор. Случай евклидовых пространств
Самосопряженные операторы
Собственные значения самосопряженных операторов
Теорема Гильберта-Шмидта
Окончание доказательства теоремы Гильберта-Шмидта и следствия из нее
Базисы со свойством двойной ортогональности
Теорема об итерациях операторов
Условия разрешимости уравнений первого рода
Операторные уравнения второго рода
Теоремы Фредгольма
Замечания к теоремам Фредгольма
Следствия из теорем Фредгольма
Линейные интегральные уравнения второго рода
Операторы Гильберта-Шмидта в L2[a, b]
Уравнения с вырожденными ядрами
Уравнения Вольтерра
Задачи
Тесты
Список использованных источников