Real Analysis

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出版者:Prentice Hall
作者:Andrew M. Bruckner
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1996-09-18
价格:USD 120.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780134588865
丛书系列:
图书标签:
  • Compulsive
  • 数学分析
  • 实分析
  • 高等数学
  • 微积分
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具体描述

好的,以下是一本名为《Real Analysis》的图书简介,内容完全围绕不包含该书主题(实分析)展开,聚焦于其他数学领域,并力求细节丰富,避免AI痕迹: --- 《代数拓扑基础:从同调群到纤维丛》 作者: 魏斯曼·格雷厄姆 (Weissman Graham) 出版社: 环球数学出版社 (Global Mathematical Press) 装帧: 精装,附录包含经典证明的详细推导 页数: 约 780 页 ISBN: 978-1-945778-32-0 内容概述 本书《代数拓扑基础:从同调群到纤维丛》是一部面向高年级本科生、研究生以及对现代几何学有浓厚兴趣的数学研究者的权威性教材。它系统地、深入地介绍了代数拓扑学的核心概念、基本工具及其在解决几何问题中的强大应用。本书的编写遵循严格的逻辑递进,旨在帮助读者从经典的拓扑空间概念平稳过渡到抽象的同调理论和精妙的纤维丛结构。 本书的结构被精心设计,分为三个主要部分:基础结构与同伦理论、奇异同调与对偶性,以及流形与纤维丛。我们避开了对实数集极限与收敛性(即传统实分析的核心议题)的深入探讨,而是专注于代数方法在几何空间结构分类上的应用。 --- 第一部分:基础结构与同伦理论 (Homotopy Theory Foundations) 本部分首先回顾了拓扑空间的基本定义,着重强调了紧致性、连通性在定义高级结构中的作用,而非依赖于 $epsilon-delta$ 语言的精确度量。随后,本书的核心起点——同伦群的构造被详细展开。 1. 拓扑空间回顾与构造性方法: 我们引入了商空间、积空间和子空间的概念,并将其应用于构造李群的某些基本实例。重点讨论了CW复形 (CW Complexes) 的定义、构造及其在计算拓扑不变量时的便利性。大量的例子将展示如何通过分解空间来简化后续的代数计算。 2. 基本群 ($pi_1$) 与覆盖空间: 基本群作为第一个代数不变量,被详细阐述。本书花费大量篇幅讲解覆叠空间理论 (Covering Space Theory),包括提升 (Lifting) 问题的完整解法,以及基本群与覆叠空间之间关系的深刻洞察。我们将展示如何利用基本群来证明布劳威尔不动点定理 (Brouwer Fixed Point Theorem) 的二维版本,但完全通过覆叠空间的分解路径来实现,避免使用任何与度量空间相关的分析工具。 3. 高阶同伦群与 Hurewicz 定理: 高阶同伦群 $pi_n(X, x_0)$ 的定义被清晰地给出,并通过对折链 (folding maps) 的分析来理解其群结构。至关重要的一章是Hurewicz 定理的完整证明,该定理建立了第一个同调群 $H_1(X)$ 与基本群 $pi_1(X)$ 之间的桥梁。证明过程完全依赖于代数操作和拓扑的分解技巧,避开了任何收敛性或稠密性的论证。 --- 第二部分:奇异同调与对偶性 (Singular Homology and Duality) 本部分转向更强大的、更容易计算的拓扑不变量——同调群。我们聚焦于代数工具链,特别是链复形和链映射。 1. 链复形与同调群的构造: 奇异同调的定义(通过单纯形和边界算子)被详细介绍。重点在于理解链复形 (Chain Complexes) 的代数结构,以及链映射 (Chain Maps) 如何诱导出同调群之间的映射。我们深入探讨了Mayer-Vietoris 序列的构造及其在分块计算中的应用,例如计算环面和球面上的同调群。 2. 函子、自然性与同伦等价: 本章强调代数拓扑的“不变性”特质。我们引入正合序列 (Exact Sequences) 的概念,并利用五引理 (The Five Lemma) 来证明同调映射的唯一性和自然性。随后,我们证明了同伦等价的链映射会诱导出同构的同调映射,这是代数拓扑的核心信念之一,证明过程完全基于链复形上的代数消去法。 3. 跨越代数的桥梁:上同调与德拉姆定理的代数前奏: 这一部分转向上同调 (Cohomology)。上同调群被定义为链复形的 $ ext{Hom}$ 群。我们详细解释了上同调环 (Cohomology Rings) 的构造,即杯积 (Cup Product) 的定义和性质。虽然本书不涉及微分形式,但我们引入了上同调的对偶性——即上同调的乘法结构与拓扑空间上的某种几何积结构是对应的。我们展示了如何利用上同调来区分拓扑空间,例如证明球面是非流形 (non-manifold) 的(指其球面上的某些代数结构而非分析结构)。 --- 第三部分:流形与纤维丛 (Manifolds and Fibre Bundles) 最后一部分将代数拓扑的工具应用于更具体的几何对象:流形,并引入纤维丛这一强有力的结构。 1. 流形基础与分类: 我们定义了拓扑流形,重点关注嵌入 (Embeddings) 和浸入 (Immersions) 的概念。本书将流形的分类聚焦于其同调群的拓扑不变量,并提供了对球面、射影平面等经典流形拓扑结构的分析。我们证明了欧拉示性数 (Euler Characteristic) 是一个拓扑不变量,并通过Poincaré-Hopf 定理的代数版本,展示了向量场零点与欧拉示性数的关系。 2. 纤维丛的构造与分类: 纤维丛被定义为局部平凡的构造,重点放在其结构群 (Structure Group) 和截面 (Sections) 上。我们详细介绍了线丛 (Line Bundles) 和向量丛 (Vector Bundles) 的构造,并使用第一陈省类 (First Chern Class) 作为区分不同丛的基本拓扑不变量。这些不变量完全通过上同调群的特定元素来定义和计算。 3. 庞加莱对偶性: 本书的高潮之一是庞加莱对偶定理 (Poincaré Duality) 的陈述与应用(不涉及微分形式的证明)。我们利用上同调与下同调之间的对偶关系,证明了在一定条件下,一个 $n$ 维闭流形 $M$ 的 $k$ 维同调群与其 $n-k$ 维上同调群之间的同构关系。这为理解流形的内部对称性提供了强有力的代数框架。 --- 目标读者与特点 本书专为那些希望深入研究几何学,利用代数方法解决拓扑问题的学习者设计。它完全避开了依赖于完备性、测度和勒贝格积分等实分析核心概念的证明路径。全书的严谨性建立在集合论、抽象代数(群论、环论)和拓扑空间理论的基础上。 本书特点: 强调代数操作: 几乎所有关键定理的证明都基于链复形、短精确序列和函子代数。 丰富的图示: 包含大量的几何图示,以弥补纯代数推导的抽象性。 计算导向: 提供了大量使用 Mayer-Vietoris 序列和 Hurewicz 定理计算复杂空间拓扑不变量的实例。 不包含内容: 本书不涉及任何关于黎曼度量、测度论、勒贝格积分、Banach 空间、傅立叶分析或任何依赖于实数集 $mathbb{R}$ 完备性假设的分析主题。其核心任务是利用代数工具来“计数”和“分类”空间结构。 ---

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读后感

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用户评价

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对于我这样非数学专业背景,但对数学分析抱有浓厚兴趣的读者来说,《Real Analysis》无疑是一本绝佳的“翻译器”。它将那些常让我望而却步的抽象概念,用一种清晰、有条理且充满启发性的方式呈现出来。书中在介绍序列收敛的定义时,并没有直接抛出 epsilon-N 式的定义,而是先通过对数列增长趋势的观察,引导读者去理解“趋近无穷”的直观感受。随后,再将这种直观感受转化为严谨的数学语言。这种处理方式,极大地降低了初学者的门槛。我尤其欣赏书中在探讨函数的一致连续性时,所提供的那些生动的例子。例如,书中对比了在有限区间和无限区间上函数行为的差异,并通过图形化的方式,生动地展示了一致连续性对于函数在区间上“均匀”逼近的保证。这让我一下子就明白了,为什么一致连续性在很多分析定理中都扮演着至关重要的角色。此外,书中对级数收敛性的讨论,也并非只是罗列各种判敛法,而是深入浅出地解释了它们背后的原理,例如对根号判敛法和比值判敛法的推导,都显得非常清晰易懂,并且提供了相应的应用场景。读这本书,我感觉自己不再是被动地接受知识,而是被引导着去思考,去探索,去发现数学的规律。

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不得不说,这本书对于我理解测度和积分理论的转变起到了决定性的作用。过去,在接触任何关于 Lebesgue 积分的介绍时,我都感到一种难以言喻的挫败感,觉得它仿佛是建立在一些晦涩难懂的抽象概念之上,与我熟悉的 Riemann 积分相比,显得遥不可及。然而,《Real Analysis》这本书的出现,完全颠覆了我的这种认知。作者通过对集合论和函数空间的细致讲解,为引入测度打下了坚实的基础。特别是对可测集和可测函数的定义,书中提供了非常直观的解释,并用大量的例子来说明这些抽象定义在实际中的应用。当读到 Lebesgue 积分的部分时,我发现自己不再需要费力去消化那些复杂的收敛定理,因为书本已经通过层层递进的论证,将这些定理的合理性阐释得淋漓尽致。尤其是书中对 Fatou 引理、Fatou 引理和支配收敛定理的讲解,逻辑严密,丝丝入扣,让我能清晰地看到 Lebesgue 积分相较于 Riemann 积分在处理序列和积分顺序交换时的优势。更让我惊喜的是,书中还探讨了积分的几何意义,例如将积分理解为“测度”上的“平均值”,这种视角让我对抽象的积分概念有了全新的认识。读完这部分,我感觉自己仿佛获得了一把解锁更深层次数学分析工具的钥匙,对于后续学习更复杂的分析理论,如傅里叶分析、泛函分析等,充满了信心。

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这本书最大的优点,在我看来,是它对数学证明的细致讲解,这让我受益匪浅。在许多其他教材中,证明往往被压缩成寥寥数语,留下读者自行脑补。但《Real Analysis》却不同,它将每一个重要定理的证明都拆解成一步步清晰的逻辑推导,并且在关键步骤上进行解释和说明,生怕读者会错过任何一个环节。这对于我这样需要反复理解才能掌握知识的学生来说,简直是福音。例如,在证明 Cauchy 收敛准则时,书中不仅给出了完整的证明过程,还穿插了关于 Cauchy 列性质的讨论,以及它与序列收敛性之间的等价关系,这种多角度的阐释,让我对这一重要概念有了更深刻的认识。更令我印象深刻的是,书中对一些看似“琐碎”的预备知识,如集合论中的基数、序数概念,以及实数完备性公理的阐述,都非常充分。这些基础概念的扎实掌握,为后续理解更复杂的分析理论奠定了坚实的基础。书中还鼓励读者积极思考,在一些证明的结尾处,会提出一些启发性的问题,引导读者去探索其延伸的可能性,这种互动式的学习方式,让我在阅读过程中始终保持着高度的参与感。

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《Real Analysis》这本书的深度和广度都超出了我的预期,它不仅仅满足于对基本概念的介绍,更是在深入探讨这些概念背后的原理和联系。例如,在讨论级数收敛性时,书中不仅介绍了常见的判敛法,还对积分判敛法的证明原理进行了深入的剖析,并探讨了它在何时适用、何时不适用。这种对原理的刨根问底,让我能够真正理解这些工具的本质,而不是仅仅停留在应用层面。书中对黎曼积分和勒贝格积分的对比,也是我非常喜欢的部分。作者详细阐述了勒贝格积分在处理不连续函数和非常规函数时的优势,以及它在数学分析、概率论等领域的重要应用。通过对这些不同积分理论的对比学习,我不仅加深了对积分概念的理解,也认识到数学工具的演进是多么重要。此外,书中对度量空间和拓扑空间等更抽象概念的初步介绍,也为我打开了新的视野,让我得以窥见更广阔的数学世界。

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一本真正意义上的“实分析”的入门读物,它以一种我从未预料到的方式,将抽象的数学概念具象化。在阅读过程中,我感觉自己不再是被动地接受一堆符号和定义,而是仿佛置身于一个精心设计的数学迷宫,每一步的探索都伴随着豁然开朗的喜悦。作者在引入极限概念时,并没有直接抛出 epsilon-delta 定义,而是从直观的函数图像和数列的行为模式入手,引导读者去感受“趋近”的本质。那种循序渐进的铺垫,让我这个初学者也能体会到数学的严谨之美,而并非望而生畏。更令人称道的是,书中对连续性、可微性等概念的阐述,不仅仅停留在形式上的推导,更深入地挖掘了这些概念背后的几何意义和物理含义。例如,在讨论连续函数介值定理时,书中巧妙地结合了实际生活中的例子,如温度随时间变化,总会经过中间的某个数值,这种联系让我对抽象的数学原理产生了更深刻的理解和共鸣。此外,本书在论证的清晰度和逻辑性方面也堪称典范,每一个定理的证明都经过细致的分解,步骤清晰,过渡自然,即使是复杂的证明,也能被拆解成易于理解的小部分。这种严谨而不失温度的教学方式,无疑是所有渴望深入理解实分析的读者的一大福音。它不是那种让你死记硬背公式的书,而是邀请你去思考,去探索,去真正“掌握”这些工具。

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这本书给我最大的启发在于,它不仅仅教授“是什么”,更侧重于“为什么”。在讲解每一个数学概念或定理时,作者都会深入探讨其出现的背景、动机以及重要性。例如,在引入柯西收敛准则时,书中不仅仅给出了定义和证明,还详细解释了为什么我们需要柯西收敛准则,它在处理无法直接计算极限的序列时有多么重要。这种对“为什么”的关注,让我在学习过程中,始终保持着一种主动探索的精神,而不是被动地记忆。书中对反例的运用也十分出色。作者会精心设计一些看似符合定义,实则不然的例子,来帮助读者理解某些概念的边界和限制。例如,在讨论函数一致收敛和逐点收敛的区别时,书中就提供了一个非常经典的例子,清晰地展示了一致收敛的“全局性”和逐点收敛的“局部性”。这种通过反例来加深理解的方法,非常有针对性,并且印象深刻。

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这本书在数学上的严谨性毋庸置疑,每一处论证都力求滴水不漏,让我得以窥见数学家严谨的思维方式。然而,它并非只是冰冷的逻辑推演,更是在其中注入了人文的关怀。作者在引入一些核心概念,例如收敛性、连续性和可微性时,并没有仅仅停留于形式化的定义,而是花费了大量的篇幅来阐释这些概念的几何直观性和实际意义。在我看来,这是一种非常高明的教学策略。例如,在讨论函数序列的逐点收敛和一致收敛时,书中提供了多幅对比图,直观地展示了两种收敛模式的差异,让我能够清晰地感受到函数图形在一致收敛下“一起”趋近极限函数的那种“整体性”。同样,对于函数的可微性,书中不仅仅是给出了导数的定义,更深入地探讨了导数在曲线的斜率、瞬时变化率等方面的解释,让我对导数这个概念有了更深入的理解,而不仅仅是把它当成一个符号化的计算工具。书中对这些概念的讨论,往往会穿插一些历史的视角,例如提及 Cauchy 和 Weierstrass 在定义连续性和收敛性上的贡献,这不仅增加了阅读的趣味性,也让我认识到数学的进步是一个漫长而不断完善的过程。这种将形式与直观、抽象与历史相结合的叙述方式,让我在学习过程中,既能感受到数学的严谨,又能体会到其背后蕴含的智慧和美感。

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这本书的叙事风格非常吸引人,它不仅仅是知识的堆砌,更像是在与一位经验丰富的导师对话。作者在介绍一些比较抽象的数学概念时,会巧妙地运用类比和隐喻,将这些概念与更熟悉的现实生活场景联系起来。例如,在解释实数集合的完备性时,书中用到了“没有孔隙的数轴”这一比喻,让我能非常直观地理解实数在数轴上的连续分布,以及稠密性与完备性之间的微妙区别。这种生动形象的描述,有效地化解了抽象概念带来的距离感。此外,书中对一些重要定理的阐释,往往会追溯其历史渊源,以及在数学发展中的重要意义。例如,在讨论反例在数学发展中的作用时,书中引用了 Dirichlet 函数等经典例子,说明了发现反例如何推动了数学家对概念的更深入思考和定义。这种对数学史的融入,不仅增加了阅读的趣味性,也让我对数学这门学科的演进过程有了更深刻的认识。它让我感觉到,数学并非一成不变的真理,而是在不断探索和修正中发展起来的。

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这本书对于我理解实数系本身的结构以及微积分的基础,起到了至关重要的作用。作者在开篇就花费了大量篇幅来构建实数轴,从有序域到完备性公理,每一步都进行了详尽的阐述。这让我得以真正理解实数集合的“稠密性”和“完备性”是如何构建起我们所熟悉的数轴的,也让我理解了为什么在数学分析中,我们如此重视实数系的性质。书中对序列和函数的极限的讨论,也是我见过的最清晰的。作者并没有急于抛出抽象的定义,而是先从直观的图像和数列的行为入手,引导读者去感受“趋近”的本质,再逐步过渡到严谨的数学语言。我特别喜欢书中在介绍柯西序列时,所提供的关于“信息传递”的比喻,它形象地说明了柯西序列的“内部一致性”,以及为什么它能够保证序列的收敛。这种理论联系实际的教学方式,让我不仅学到了知识,更学到了如何去思考问题。

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《Real Analysis》这本书,在语言的运用上,堪称典范。它在保持数学的严谨性的同时,又充满了人情味,让人感觉不到一丝枯燥。作者在解释那些复杂的数学概念时,会运用大量的修辞手法,例如比喻、拟人等,让抽象的数学语言变得生动有趣。例如,在介绍函数极限的 epsilon-delta 定义时,书中将 delta 描述为“容忍的误差范围”,将 epsilon 描述为“允许的偏差大小”,这种拟人化的表达,让我一下子就理解了这两个参数在定义中的作用。书中还穿插了一些数学家的趣闻轶事,以及一些关于数学思想发展史的介绍,这让我在学习专业知识的同时,也能感受到数学这门学科背后的人文魅力。我尤其欣赏书中对一些经典数学问题的探讨,例如关于连续但处处不可微函数的例子,这让我认识到数学并非总是符合直觉,有时反而会展现出令人意想不到的复杂性。

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