ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2021

Просмотров: 335

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

МИНИСТЕРСТВО

 

ОБРАЗОВАНИЯ

 

И

 

НАУКИ

 

РФ

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ

  

БЮДЖЕТНОЕ

 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

 

УЧРЕЖДЕНИЕ

  

ВЫСШЕГО

 

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

 

ОБРАЗОВАНИЯ

  

«

ВОРОНЕЖСКИЙ

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

  

УНИВЕРСИТЕТ

» 

 

 
 
 

Е

.

П

Белоусова

Т

.

И

Смагина

 

 
 
 
 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

 

АНАЛИЗ

 

 

 
 
 
 
 
 

 

Учебно

-

методическое

 

пособие

 

для

 

вузов

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Издательско

-

полиграфический

 

центр

 

Воронежского

 

государственного

 

университета

 

2013 

 

 


background image

 

2

Утверждено

 

научно

-

методическим

 

советом

 

факультета

 

ПММ

 20 

марта

 

2013 

г

., 

протокол

 

 8 

 
 
 
 
 

Рецензент

 

д

-

р

 

техн

наук

доц

кафедры

 

ММИО

 

факультета

 

ПММ

 

Т

.

В

Азарнова

 

 
 
 
 
 

Учебно

-

методическое

 

пособие

 

подготовлено

 

на

 

кафедре

 

нелинейных

 

колебаний

 

факультета

 

ПММ

 

Воронежского

 

государственного

 

университета

 
 
 
 
 
 

Рекомендуется

 

для

 

студентов

 

второго

 

курса

 

направления

  «

Прикладная

 

математика

 

и

 

информатика

» 

факультета

 

ПММ

 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

Для

 

направления

 010500 – 

Прикладная

 

математика

 

и

 

информатика

 

 
 


background image

 

3

Настоящие

 

методические

 

указания

 

предназначены

 

для

 

организации

 

практических

 

занятий

 

и

 

самостоятельной

 

работы

 

студентов

изучающих

 

курс

 

функционального

 

анализа

а

 

также

 

при

 

подготовке

 

к

 

экзамену

 

по

 

этому

 

курсу

В

 

начале

 

каждого

 

раздела

 

приводятся

 

необходимые

 

теоретические

 

сведения

даются

 

образцы

 

решения

 

задач

а

 

затем

 

предлагаются

 

задания

 

для

 

самостоятельной

 

работы

При

 

подборке

 

задач

 

и

 

упражнений

 

использовалась

 

приведенная

 

ниже

 

литература

 
 

Рекомедуемая

 

литература

 

 

 

1.

 

Треногин

 

В

.

А

Функциональный

 

анализ

В

.

А

Треногин

. – 

М

.: 

Физматлит

, 2002. – 488 

с

2.

 

Колмогоров

 

А

.

Н

Элементы

 

теории

 

функций

 

и

 

функционального

 

анализа

А

.

Н

Колмогоров

С

.

В

Фомин

. – 

М

.: 

Физматлит

, 2004. -570 

с

3.

 

Соболев

 

В

.

И

Лекции

 

по

 

дополнительным

 

главам

 

математического

 

анализа

В

.

И

Соболев

. – 

М

.: 

Наука

, 1968. – 286 

с

4.

 

Люстерник

 

Л

.

А

Краткий

 

курс

 

функциональго

 

анализа

Л

.

А

Люстерник

В

.

И

Соболев

. – 

М

.: 

Высшая

 

школа

, 1982. – 270 

с

5.

 

Треногин

 

В

.

А

Задачи

 

и

 

упражнения

 

по

 

функциональному

 

анализу

В

.

А

Треногин

Б

.

М

Писаревский

Т

.

С

Соболева

. – 

М

.: 

Физматлит

2002. – 239 

с

6.

 

Антоневич

 

А

.

Б

Функциональный

 

анализ

 

и

 

интегральные

 

уравнеия

А

.

Б

Антоневич

Я

.

В

Радыно

. – 

Минск

БГУ

, 2003. – 430 

с

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 


background image

 

4

1. 

Нормированные

 

пространства

 

 
 

     

Непустое

 

множество

 

X

 

элементов

 

некоторой

 

природы

 

называется

 

линейным

 

пространством

если

 

в

 

нем

 

для

 

любых

 

X

y

x

,

 

определены

 

сумма

 

X

y

x

+

 

и

 

произведение

 

X

x

α

 

элемента

 

x

 

на

 

число

 

α

 

с

 

выполнением

 

обычных

 

свойств

 

операций

 

сложения

 

и

 

умножения

 

на

 

число

     

Линейное

 

пространство

 

X

 

называется

 

нормированным

,

 

если

 

в

 

нем

 

определена

 

норма

то

 

есть

 

неотрицательная

 

функция

 

R

X

:

для

 

которой

 

выполнены

 

следующие

 

три

 

аксиомы

 

 
         1. 

0

0

,

0

=

=

x

x

x

 

    (

невырожденность

 

нормы

); 

         2. 

x

x

α

α

=

                       (

однородность

 

нормы

); 

         3. 

y

x

y

x

+

+

                (

неравенство

 

треугольника

). 

 
     

Приведем

 

несколько

 

примеров

 

нормированных

 

пространств

.  

 
     1. 

n
p

E

  -  

пространство

 

n

 - 

мерных

 

векторов

 

)

,...,

(

1

n

x

x

x

=

 

с

 

нормой

  

 

                            

      

p

n

k

p

k

x

x

1

1

=

=

 
     2. 

n

E

  -  

пространство

 

n

 - 

мерных

 

векторов

 

)

,...,

(

1

n

x

x

x

=

 

с

 

нормой

  

  
                                                        

k

n

k

x

x

=

1

max

 
     3. 

m

 - 

пространство

 

ограниченных

 

числовых

 

последовательностей

   

,...)

,

(

2

1

x

x

x

=

для

 

которых

  

<

k

k

x

1

sup

с

 

нормой

 

 
                                                        

k

k

x

x

=

1

sup

 

       4. 

)

1

(

p

l

p

 - 

пространство

 

числовых

 

последовательностей

 

,...)

,

(

2

1

x

x

x

=

 

таких

,     

что

 

=

+∞

<

1

k

p

k

x

с

 

нормой

 

 

                                                            

p

k

p

k

x

x

1

1

=

=

 


background image

 

5

   5. 

]

,

[

b

a

C

  -  

пространство

 

непрерывных

 

на

 

]

,

[

b

a

 

функций

 

)

(

t

x

 

с

 

нормой

 

 
                                                            

)

(

max

t

x

x

b

t

a

=

 
    6. 

]

,

[

b

a

C

k

  -  

пространство

 

k

 

раз

 

непрерывно

 

дифференцируемых

 

на

 

]

,

[

b

a

 

функций

 

)

(

t

x

 

с

 

нормой

 

 

                                                            

=

=

k

s

k

b

t

a

t

x

x

0

)

(

)

(

max

 
     7. 

)

1

](

,

[

p

b

a

L

p

 - 

пространство

 

измеримых

 

на

 

]

,

[

b

a

 

функций

 

)

(

t

x

для

 

которых

 

+∞

<

b

a

p

dt

t

x

)

(

 

с

 

нормой

 

                                                             

p

b

a

p

dt

t

x

x

1

)

(

⎟⎟

⎜⎜

=

 
     

При

 

решении

 

задач

 

важное

 

значение

 

имеют

 

следующие

 

неравенства

 
         1. 

Неравенство

 

Гельдера

 

для

 

сумм

 

 

                                           

q

k

q

k

p

k

p

k

k

k

k

y

x

y

x

1

1

1

1

1

=

=

=

  

где

 

1

,

>

q

p

 

и

 

1

1

1

=

+

q

p

 

и

 

ряды

 

в

 

правой

 

части

 

неравенства

 

сходятся

    
      2. 

Неравенство

 

Гельдера

 

для

 

интегралов

 

 

                                       

q

b

a

q

b

a

p

b

a

p

dt

t

y

dt

t

x

dt

t

y

t

x

1

1

)

(

)

(

)

(

)

(

⎟⎟

⎜⎜

⎟⎟

⎜⎜

  

где

 

1

,

>

q

p

 

и

 

1

1

1

=

+

q

p

 

и

 

интегралы

 

в

 

правой

 

части

 

неравенства

 

сходятся

 
      3. 

Неравенство

 

Минковского

 

для

 

сумм

 

 

                                       

p

k

p

k

p

k

p

k

p

k

p

k

k

y

x

y

x

1

1

1

1

1

1

+

+

=

=

=

  

где

 

1

p