從2000年春季開(kāi)始,四個(gè)學(xué)期的系列課程在普林斯頓大學(xué)講授,其目的是用統(tǒng)一的方法去展現(xiàn)分析學(xué)的核心內(nèi)容。我們的目的不僅是為了生動(dòng)說(shuō)明存在于分析學(xué)的各個(gè)部分之間的有機(jī)統(tǒng)一,還是為了闡述這門(mén)學(xué)科的方法在數(shù)學(xué)其他領(lǐng)域和自然科學(xué)的廣泛應(yīng)用。本系列叢書(shū)是對(duì)講稿的一個(gè)詳細(xì)闡述。
雖然有許多優(yōu)秀教材涉及我們覆蓋的單個(gè)部分,但是我們的目標(biāo)不同:不是以單個(gè)學(xué)科,而是以高度的互相聯(lián)系來(lái)展示分析學(xué)的各種不同的子領(lǐng)域。總的來(lái)說(shuō),我們的觀點(diǎn)是觀察到的這些聯(lián)系以及所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)將激發(fā)讀者更好地理解這門(mén)學(xué)科。記住這點(diǎn),我們專(zhuān)注于形成該學(xué)科的主要方法和定理(有時(shí)會(huì)忽略掉更為系統(tǒng)的方法),并嚴(yán)格按照該學(xué)科發(fā)展的邏輯順序進(jìn)行。
我們將內(nèi)容分成四卷,每一卷反映一個(gè)學(xué)期所包含的內(nèi)容,這四卷的書(shū)名如下:
I傅里葉分析導(dǎo)論。
Ⅱ復(fù)分析。
Ⅲ實(shí)分析:測(cè)度論、積分以及希爾伯特空間。
、舴汉治觯悍治鲋械膸讉(gè)論題。
但是這個(gè)列表既沒(méi)有完全給出分析學(xué)所展現(xiàn)的許多內(nèi)部聯(lián)系,也沒(méi)有完全呈現(xiàn)出分析學(xué)在其他數(shù)學(xué)分支中的顯著應(yīng)用。下面給出幾個(gè)例子:第一冊(cè)中所研究的初等(有限的)Fourier級(jí)數(shù)引出了Dirichlet特征,并由此得到等差數(shù)列中有無(wú)窮多個(gè)素?cái)?shù);X一射線(xiàn)和Radon變換出現(xiàn)在卷I的許多問(wèn)題中,并且在卷Ⅲ中對(duì)理解二維和三維的Besicovitch型集合起著重要作用;Fatou定理斷言單位圓盤(pán)上的有界解析函數(shù)的邊界值存在,并且其證明依賴(lài)于前三冊(cè)書(shū)中所形成的方法;在第一冊(cè)中,日函數(shù)首次出現(xiàn)在熱方程的解中,接著第二冊(cè)使用日函數(shù)找到一個(gè)整數(shù)能表示成兩個(gè)或四個(gè)數(shù)的平方和的個(gè)數(shù),并且考慮f函數(shù)的解析延拓。
對(duì)于這些書(shū)以及這門(mén)課程還有幾句額外的話(huà)。一學(xué)期使用48個(gè)課時(shí),在很緊湊的時(shí)間內(nèi)結(jié)束這些課程。每周習(xí)題具有不可或缺的作用,因此,練習(xí)和問(wèn)題在我們的書(shū)中有同樣重要的作用。每個(gè)章節(jié)后面都有一系列“練習(xí)”,有些習(xí)題簡(jiǎn)單,而有些則可能需要更多的努力才能完成。為此,我們給出了大量有用的提示來(lái)幫助讀者完成大多數(shù)的習(xí)題。此外,也有許多更復(fù)雜和富于挑戰(zhàn)的“問(wèn)題”,特別是用星號(hào)s標(biāo)記的問(wèn)題是最難的或者超出了正文的內(nèi)容范圍。
盡管不同的卷之間存在大量的聯(lián)系,但是我們還是提供了足夠的重復(fù)內(nèi)容,以便只需要前三本書(shū)的極少的預(yù)備知識(shí):只需要熟悉分析學(xué)中初等知識(shí),例如極限、級(jí)數(shù)、可微函數(shù)和Riemann積分,還需要一些有關(guān)線(xiàn)性代數(shù)的知識(shí)。這使得對(duì)不同學(xué)科(如數(shù)學(xué)、物理、工程和金融)感興趣的本科生和研究生都易于理解這套書(shū)。
我們懷著無(wú)比喜悅的心情對(duì)所有幫助本套書(shū)出版的人員表示感激。我們特別感謝參與這四門(mén)課程的學(xué)生。他們持續(xù)的興趣、熱情和奉獻(xiàn)精神所帶來(lái)的鼓勵(lì)促使我們有可能完成這項(xiàng)工作。我們也要感謝AdrianBanner和JoseLuisRodrigo,因?yàn)樗麄冊(cè)谥v授這套書(shū)時(shí)給予了特殊幫助并且努力查看每個(gè)班級(jí)的學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。此外,AdrianBanner也對(duì)正文提出了寶貴的建議。
我們還希望特別感謝以下幾個(gè)人:CharlesFefferman,他講授第一周的課程(成功地開(kāi)啟了這項(xiàng)工作的大門(mén));PaulHagelstein,他除了閱讀一門(mén)課程的部分手稿,還接管了本套書(shū)的第二輪的教學(xué)工作;DanielLevine,他在校對(duì)過(guò)程中提供了有價(jià)值的幫助。最后,我們同樣感謝CerreePecht,因?yàn)樗苁炀毜剡M(jìn)行排版并且花了時(shí)間和精力為這些課程做準(zhǔn)備工作,諸如幻燈片、筆記和手稿。
我們也感謝普林斯頓大學(xué)的250周年紀(jì)念基金和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的VI.CRE項(xiàng)目的資金支持。
伊萊亞斯M.斯坦恩拉米·沙卡什于普林斯頓2002年8月在實(shí)分析這卷中,我們建立了關(guān)于測(cè)度論與積分的基本事實(shí),這使我們重新審視和進(jìn)一步發(fā)展前面幾卷的幾個(gè)重要的主題,進(jìn)而介紹了分析學(xué)的一些相當(dāng)引人人勝的其他分支。為了幫有興趣的讀者,書(shū)中還附有包含更前沿的材料,以星號(hào)s標(biāo)注這些內(nèi)容在第一次讀的時(shí)候可以略去。
2004年11月
"目 錄
譯者序
前言
引言
1傅里葉級(jí)數(shù):完備化
2連續(xù)函數(shù)的極限
3曲線(xiàn)的長(zhǎng)度
4微分與積分
5測(cè)度問(wèn)題
第1章測(cè)度論
1預(yù)備知識(shí)
2外測(cè)度
3可測(cè)集與勒貝格測(cè)度
4可測(cè)函數(shù)
4 1定義與基本性質(zhì)
4 2用簡(jiǎn)單函數(shù)或階梯函數(shù)逼近
4 3李特爾伍德三大原理
5+ Brunn-Minkowski不等式
6習(xí)題
7問(wèn)題
第2章積分理論
1勒貝格積分:基本性質(zhì)與收斂定理
2可積函數(shù)空間F
3 Fubini定理
3 1定理的敘述與證明
3 2 Fubi¨ni定理的應(yīng)用
4+ 傅里葉反演公式
5習(xí)題
6問(wèn)題
第3章微分與積分
1積分的微分
1 1 哈代一李特爾伍德極大函數(shù)
1 2勒貝格微分定理
2好的核與恒同逼近
第4章希爾伯特空間簡(jiǎn)介
第5章希爾伯特空間:幾個(gè)例子
第6章抽象測(cè)度和積分理論
1 3延拓定理
2測(cè)度空間上的積分
3例子
3 1乘積測(cè)度和一般的Fubi¨ni定理
3 2極坐標(biāo)的積分公式
33R上的博雷爾測(cè)度和勒貝格一靳蒂爾切斯積分
4測(cè)度的絕對(duì)連續(xù)性
4 1帶號(hào)測(cè)度
4 2絕對(duì)連續(xù)性
5+遍歷定理
5 1平均遍歷定理
5 2極大遍歷定理
5 3逐點(diǎn)遍歷定理
5 4遍歷保測(cè)變換
6+附錄:譜定理
6 1定理的敘述
6 2正算子
6 3定理的證明
6 4譜
7習(xí)題
8問(wèn)題
第7章豪斯多夫測(cè)度和分形
1豪斯多夫測(cè)度
2豪斯多夫維數(shù)
2 1例子
2 2自相似
3空間填充曲線(xiàn)
3 1 四次區(qū)間和二進(jìn)正方形
3 2二進(jìn)對(duì)應(yīng)
3 3佩亞諾映射的構(gòu)造
4' Besicovitch集和正則性
4 1拉東變換
4 2當(dāng)d≥3時(shí)集合的正則性
4 3 Besicovitch集有維數(shù)2
4 4 Besicovitch集的構(gòu)造
5習(xí)題
6問(wèn)題
注記和參考
符號(hào)索引
參考文獻(xiàn)
"