В книге рассматриваются многочисленные примеры из математического анализа и теории функций действительного переменного, цель которых — обратить внимание на ряд “опасных” вопросов, на которые неопытный читатель может дать неправильные ответы. Такие контрпримеры систематически подобраны авторами, и поэтому книга может служить очень хорошим дополнением к обычным учебным курсам.
Часто авторы не дают подробных доказательств, ограничиваясь лишь основными идеями построения соответствующих примеров. Это позволит читателю активно включиться в изучение материала.
Книга будет полезна студентам университетов, пединститутов и вузов, изучающим математический анализ и теорию функций.
Настоящая книжка посвящена так называемому “неопределенному интегрированию” или “нахождению функции по заданной производной”. Так как, однако, эти описательные определения чересчур расплывчаты, то, прежде чем идти дальше, нам придется более точно сформулировать сущность нашей проблемы.
Пусть f(x) — вещественная непрерывная функция действительного переменного x. Мы хотим определить функцию y, производной которой является заданная функция f(x), иными словами, решить уравнение.
Это издание отличается от предшествующих двух немногим, но существенными дополнениями и изменениями, обещанными мною в предисловии ко второму изданию. При этом мною были учтены и те замечания, которые мне были сделаны рядом товарищей и за которые я приношу им благодарность.
Однако, должен оговориться, далеко не со всеми указаниями мог я согласиться и, разумеется, только те из них, которые казались мне справедливыми, были учтены мною. Я не оставил, впрочем, без внимания и тех возражений, которые я считал несостоятельными. На некоторые из них я ответил в примечаниях к соответствующим местам текста; я старался по возможности точнее сформулировать эти возражения и противопоставить им свою точку зрения.
Хочу надеяться, что приведённые мною аргументы смогут повлиять, по крайней мере, на часть моих оппонентов. Надеюсь также, что при этом будет учтён и почти двухгодичный опыт использования этой книги в качестве учебного пособия в руках десятков тысяч учащихся.
Эта книга составляет продолжение Справочника по элементарной математике того же автора и включает весь материал, входящий в программу основного курса математики высших технических учебных заведений (механико-машиностроительных, строительных, авиационных, транспортных, электротехнических, энергетических и горнометаллургических).
Книга имеет двойное назначение.
Во-первых, она дает фактическую справку: что такое векторное произведение, как найти поверхность тела вращения, как разложить функцию в тригонометрический ряд и т. п. Соответствующие определения, теоремы, правила и формулы, сопровождаемые примерами и практическими указаниями, находятся быстро; этой цели служат детальная рубрикация и подробный алфавитный указатель.
Книга содержит изложение основ теории меры и интеграла (преимущественно — интеграла Лебега).
Второе издание отличается от первого прежде всего развернутым изложением неопределенного интеграла Лебега и теоремы Радона — Никодима, а также схемой построения меры. Кроме того, введено понятие равиостепенной абсолютной непрерывности семейства интегралов, более подробно изучены пространство измеримых функций и интеграл Радона.
Книга может быть использована как при изучении теории функций вещественной переменной в виде отдельной дисциплины, так и при прохождении теории меры и интеграла Лебега внутри общего университетского курса математического анализа.
Книга содержит элементарное изложение основ функционального анализа. В первых двух главах изучается конечно-мерное евклидово пространство, и на этом примере читатель подготавливается к введению в последующих главах общих абстрактных понятий функционального анализа. Далее рассматриваются метрические пространства и непрерывные операторы в них. Вводится основной класс пространств, изучаемых в книге, — нормированные пространства. Отдельная глава посвящена гильбертову пространству, которое вводится как частный случай нормированного пространства.
Даются обе классические реализации бесконечно-мерного сепарабельного гильбертова пространства — координатная и функциональная. Попутно указываются два подхода к построению функциональной реализации гильбертова пространства: обычная конструкция идентификации элементов пространства с квадратом, и построение пространства элементов непрерывной промежуточной нормы, задаваемых своими средними значениями.
В книге изучаются также линейные непрерывные функционалы в указанных пространствах, проводится детальное исследование спектральных задач, в частности, вполне непрерывных операторов. Конечная часть книги посвящена введению в теорию обобщённых функций и распределений. Дается краткое представление о задачах функционального анализа в приложении к современным направлениям полуупорядоченных пространств. Приводятся многочисленные примеры из алгебры, анализа, теории функций, дифференциальных и интегральных уравнений.
Данная часть задачника содержит задачи и примеры по следующим разделам математического анализа: ряды, дифференциальное и интегральное исчисление функций нескольких переменных, дифференциальные уравнения, ряды Фурье и некоторые уравнения математической физики.
Пособие предназначено для студентов пединститутов.
Предлагаемый вниманию читателей «Задачник по курсу математического анализа» предназначен в основном для студентов педагогических институтов (хотя большая часть задачника может быть использована и студентами других учебных заведений — университетов, вузов с расширенным курсом математики и т. д.).
Это определило в значительной степени подбор задач. При отборе материала авторы руководствовались действующей программой по математическому анализу для пединститутов. Лишь в нескольких местах они вышли за рамки этой программы (отдельные вопросы теории дифференциальных уравнений, тройных интегралов и т. д.). Разумеется, изучение основного материала не опирается на эти добавления.
Второй том Курса анализа бесконечно малых de la Vallée Poussin’a сейчас впервые появляется на русском языке. Первый том, уже однажды издававшийся (Научным книгоиздательством в 1922 г.), вскоре будет переиздан.
Перевод, в основном, сделан со второго французского издания; последующие издания не содержат уже изложения теории и приложений интегралов Лебега, столь важных для современного анализа, и это заставило нас предпочесть более старое издание. Вместе с тем мы восстановили и теорию эйлеровых интегралов (которыми автор пожертвовал для того, чтобы освободить место для интегралов Лебега), взяв ее из первого французского издания.
Текст этого третьего издания был просмотрен с большой тщательностью, и мы внесли в него значительное число улучшений. Здесь мы укажем лишь важнейшие изменения.
Что касается до элементарной части курса (напечатанной крупным шрифтом), то мы отказались от прежнего определения полного дифференциала и приняли определение Штольца. Преимущества этого определения особенно выяснены работами S. Pierpont’a, M. Fréchet и особенно W. H. Young’a.
Они неоспоримы; благодаря этому, теоремы вытекают из основных положений более непосредственно, теория дифференцирования явных и неявных функций становится более сжатой и, каким-то образом, более удовлетворительной. Отметим еще, что мы придали большую точность доказательствам, относящимся к геометрическим приложениям, выводам о непрерывности или дифференцируемости только в меру необходимости.
