Question

泛函分析怎么建立

Answer 1

Answer 2

在具体的函数空间上，我们有对函数的各种各样的操作。最典型的是对函数求导数的操作。这样的操作一般叫做算子。作为一个拓扑空间之间的映射，我们总可以要求算子是连续映射。对拓扑线性空间上的算子的研究构成了泛函分析的一个很大的分支领域。
线性算子和线性泛函
最基本的算子是保持拓扑线性空间结构的算子，称作线性算子。如果像空间是拓扑线性空间所在的数域（特别的，一个一维拓扑线性空间）那么这样的算子成为线性泛函。
在线性算子的理论中有几个非常基本而重要的定理。
1.一致有界定理（亦称共鸣定理），该定理描述一族有界算子的性质。
2.罕-巴拿赫定理（Hahn-Banach Theorem）研究了如何将一个算子保范数地从一个子空间延拓到整个空间。另一个相关结果是对偶空间的非平凡性。
3.开映射定理和闭图像定理。
4.谱定理包括一系列结果，其中最常用的结果给出了希尔伯特空间上正规算子的一个积分表达，该结果在量子力学的数学描述中起到了核心作用。
非线性算子
更一般的我们会遇到非线性的算子。最简单的例子就是各种函数空间上不同的能量泛函。非线性的算子在微分几何和微分方程理论中都扮演重要的角色，比如极小曲面就是能量泛函的极小点。
4选择公理
泛函分析所研究的大部分空间都是无穷维的。为了证明无穷维向量空间存在一组基，必须要使用佐恩引理（Zorn's Lemma）。此外，泛函分析中大部分重要定理都构建与罕-巴拿赫定理的基础之上，而该定理本身就是选择公理（Axiom of Choice）弱于布伦素理想定理（Boolean prime ideal theorem）的一个形式。