作 者:(澳)陶哲轩(Terence Tao) 著;李馨 译 定 价:99 出 版 社:人民邮电出版社 出版日期:2018年05月01日 页 数:443 装 帧:平装 ISBN:9787115480255 ●部分
●第1章引言3
●第2章从头开始:自然数12
●第3章集合论28
●第4章整数和有理数60
●第5章实数76
●第6章序列的极限101
●第7章级数124
●第8章无限集合147
●第9章R上的连续函数171
●第10章函数的微分204
●第11章黎曼积分217
●第二部分
●第12章度量空间251
●第13章度量空间上的连续函数272
●第14章一致收敛286
●第15章幂级数310
●第16章傅里叶级数336
●第17章多元微分学352
●第18章勒贝格测度381
●部分目录
内容简介
本书主要介绍了数学分析中的内容,以构造数系和集合论开篇,逐渐深入到级数、函数等高等数学内容,举例详实,每部分内容后的习题与正文内容密切相关,有利于读者掌握所学的内容。本书在附录部分还介绍了数理逻辑基础和十进制,突出了严格性和基础性。 (澳)陶哲轩(Terence Tao) 著;李馨 译 陶哲轩,1975年出生,享誉世界的澳籍华裔天才数学家,智商超过220,被誉为“数学界的莫扎特”。12岁获得靠前数学奥林匹克竞赛品牌(这项纪录至今无人打破),2006年获得数学界的诺贝尔奖——菲尔兹奖,2007年当选英国皇家学会会士。曾与本。格林合作解决了2300年前由欧几里得提出的与“孪生质数”相关的猜想,在调和分析、偏微分方程、组合数学、解析数论、算术数论等多个重要数学研究领域都取得了杰出成果。陶哲轩15岁时所著的Solving Mathematical Problems是一本数学解题思路科普书,中文版《陶哲轩教你学数学》已经由人民邮电出版社出版。
李馨,毕业于北等
深度解析分析学:从严谨到直观的数学桥梁 分析学,作为现代数学的基石之一,以其对无限、连续、极限等概念的深刻洞察,构建了一座连接离散世界与连续世界、直观想象与严谨证明的宏伟桥梁。它不仅是高等数学中不可或缺的一环,更是物理学、工程学、经济学乃至计算机科学等诸多领域展开深入研究和创新的重要工具。本书旨在带领读者踏上这场探索分析学核心思想的旅程,从最基础的公理体系出发,逐步构建起严谨的数学框架,并揭示其中蕴含的深刻直观意义。 第一章:实数系的基石——构建连续世界的基石 一切分析学的大厦都建立在坚实的实数系之上。本章将从公理化出发,详细阐述实数集 $mathbb{R}$ 的代数公理和序公理。我们将深入理解这些公理如何保证了实数系的完备性,特别是通过戴德金分割或柯西序列的完备化等方式,证明了无理数的“存在性”和“唯一性”。这并非简单的定义,而是理解连续性概念的关键。我们将探讨集合论中的一些基本概念,如开集、闭集、区间、上确界和下确界,这些都是理解后续实数性质的必备工具。例如,单调有界定理,作为实数系完备性的直接体现,将贯穿整个分析学的学习过程,成为许多重要结论的推导起点。本章将避免泛泛而谈,而是通过具体的例子和证明,让读者体会到构建一个严谨数学体系的必要性与精妙之处。 第二章:序列与极限——动态过程的静止刻画 极限是分析学的灵魂。本章将聚焦于数列的收敛与发散,这是理解函数极限的基础。我们将精确定义数列的极限,并深入探讨收敛数列的性质,如有界性、唯一性以及四则运算的性质。ε-δ语言将在此被引入,作为刻画极限的严谨工具,引导读者体会“无限接近”在数学上的精确含义。我们将学习如何利用ε-δ语言来证明极限的存在性,以及如何处理一些典型的序列,例如几何数列、调和数列等。本章还将初步接触级数收敛的概念,为后续更复杂的无穷求和打下基础。通过对这些基本概念的深入理解,读者将能够理性地分析数学中的动态过程,并对其稳定性、趋向性做出准确判断。 第三章:函数与极限——连续性的探索 在扎实掌握了数列极限的基础上,本章将把焦点转向函数。我们将对函数的极限进行严格的定义,并进一步探讨左极限、右极限以及无穷远处的极限。 ε-δ语言将再次发挥其关键作用,帮助我们区分“直观上的接近”与“数学上的严谨”。我们将深入研究连续函数的概念,理解连续性在不同点和区间上的性质。夹逼定理、单调收敛定理等在函数极限中的应用也将得到详细阐述。本章还将介绍一些重要的初等函数,如多项式函数、指数函数、对数函数、三角函数等,并探讨它们的极限和连续性性质。理解函数极限与连续性,是进一步学习微分学和积分学的关键,也是理解许多现实世界中变化的数学模型的基础。 第四章:微分学——变化率的精确度量 变化是世界不变的主题,而微分学正是刻画这种变化的数学语言。本章将严谨地定义函数的导数,将其视为函数在某一点的变化率或切线斜率。我们将深入探讨导数的几何意义和物理意义,例如瞬时速度、加速度等。通过各种求导法则,我们将掌握计算复杂函数导数的方法,包括链式法则、乘积法则、商法则等。本章还将重点介绍高阶导数及其应用,以及导数在判断函数单调性、凹凸性、寻找极值等方面的作用。中值定理,如拉格朗日中值定理、柯西中值定理和泰勒中值定理,将在此被详细阐述和证明,它们揭示了函数在区间上取值的规律,是许多微积分定理的核心。通过本章的学习,读者将能够精确地描述和分析事物的变化规律,为解决优化问题、近似计算等问题奠定坚实基础。 第五章:积分学——累积效应的宏观把握 如果说微分学关注的是“局部”的变化,那么积分学则着眼于“整体”的累积。本章将引入黎曼积分的概念,并详细阐述其定义、性质以及可积的条件。我们将通过分割、逼近等手段,理解定积分如何表示函数曲线下的面积、体积等几何量,以及在物理学中代表功、路程等累积量。微积分基本定理,作为微分学与积分学之间的桥梁,将得到详尽的证明和阐释,揭示了积分与微分之间的深刻联系,极大地简化了定积分的计算。本章还将介绍不定积分,即原函数,以及一些常用的积分技巧,如换元积分法、分部积分法等。通过积分学的学习,读者将能够处理累积效应问题,计算面积、体积、弧长、功等,并为理解概率论、微分方程等更高级的数学分支做好准备。 第六章:序列与级数——无穷的深入探索 在掌握了函数极限和积分的基础上,本章将把目光投向无穷序列和无穷级数。我们将深入研究无穷级数的收敛性判别方法,包括比较判别法、比值判别法、根值判别法、审敛法等。交错级数的收敛性以及绝对收敛与条件收敛的区别也将被清晰阐述。幂级数作为一种特殊的函数级数,其收敛域的确定及其与函数之间的关系将是本章的重点。我们将学习如何利用泰勒级数将函数展开成幂级数,从而实现函数的表示、计算和分析。这些工具不仅在理论上至关重要,在实际应用中,例如数值计算、信号处理等领域,也扮演着不可或缺的角色。通过对无穷序列与级数的深入理解,我们将能够更有效地处理和表示复杂的数学对象,并揭示它们在无穷尺度下的规律。 第七章:多元函数分析——走向更高维度的世界 本章将带领读者走出二维平面,进入更高维度的空间,探索多元函数的分析学。我们将对多元函数进行极限和连续性的定义,并引入偏导数和方向导数的概念,用以刻画函数在不同方向上的变化率。梯度、散度和旋度等向量算子将得到介绍,它们是描述向量场性质的关键工具。隐函数定理和反函数定理将在此被揭示,它们为解决更复杂的方程组和函数关系提供了强大的理论支持。本章还将引入重积分的概念,包括二重积分和三重积分,并探讨其计算方法,例如通过坐标变换(如极坐标、柱坐标、球坐标)来简化计算。高阶偏导数、泰勒公式在多元函数中的推广,以及极值问题的求解也将得到深入讨论。多元函数分析是理解物理学中的场论、流体力学、电磁学等领域的基础,也是进行多变量优化和复杂系统建模的必要前提。 结论:分析学的力量与未来 分析学不仅仅是一门纯粹的数学学科,它是一种思维方式,一种严谨的分析工具,一种理解世界变化规律的语言。本书从最基础的实数系出发,逐步构建了数列、函数、导数、积分等核心概念,并最终拓展到多元函数和无穷级数。我们始终强调严谨的证明和深刻的直观理解相结合,力求让读者不仅掌握计算技巧,更能领会其中蕴含的数学思想。分析学的发展从未停止,它与拓扑学、微分几何、泛函分析等诸多分支紧密相连,不断拓展着数学的边界。掌握了分析学,便拥有了一把开启现代科学大门的钥匙,能够更深入地理解和解决现实世界中的各种挑战。希望本书能为读者提供一条清晰而深入的学习路径,激发对分析学的持久兴趣,并为未来更广阔的数学探索之旅奠定坚实的基础。
这本书的封面设计有一种沉静的力量,深邃的蓝色背景下,白色的字体显得格外醒目,透着一股严谨和学术的气息。拿到手里,沉甸甸的分量就预示着它内容的厚实与分量。我并非数学专业出身,但对于数学的逻辑和美感却一直有着浓厚的兴趣。在一次偶然的机会,我听闻了陶哲轩这位数学家的名字,以及他那令人惊叹的学术成就,便对他的著作产生了莫大的好奇。尤其是当我知道他在这本《实分析(第3版)》中,将如此深奥的数学理论以一种相对易于理解的方式呈现出来时,更是心生向往。我期待着,这本书能够像一位经验丰富的向导,带领我穿越抽象的数学世界,去领略实分析那些令人着迷的风景。我设想着,翻开书页的那一刻,将是一次智识的冒险,一次对自我数学理解能力的深度探索,希望能借此提升自己解决复杂数学问题的能力。