Funktionaalianalyysin peruskurssi, kevät 2012

Last modified by astala@helsinki_fi on 2024/03/27 10:13

Funktionaalianalyysin peruskurssi, kevät 2012

Ajankohtaista.

Toisen kurssikokeen tulokset alla.

Luennoitsija

Kari Astala

Laajuus

10 op.

Tyyppi

Syventävä opinto

Esitietovaatimukset

Yhden ja useamman muuttujan analyysin perustiedot (kursseista Analyysi I & II, sekä Vektorianalyysi), lineaarialgebran peruskäsitteet (vektoriavaruus ja lineaarikuvaus) sekä metrisen avaruuden perusteet (kurssista Topologia I). Joissakin sovelluksissa ja esimerkkeissä tarvitsemme Lebesguen integraalin perusominaisuuksia, mutta kurssin voi seurata samanaikaisesti Mitta ja integraalin kanssa (silloin omaehtoinen kertaaminen tai asioihin tutustuminen saattaa joskus olla tarpeen).

Luentoajat

Viikot 3-9 ja 11-18 ma 12-14, ke 12-14 D123. Ensimmäinen luento 16.1.2012

Lisäksi kurssiin sisältyy 2 viikkotuntia laskuharjoituksia, jotka pidetään keskiviikkoisin 14-16.

Pääsiäisloma 5.-11.4.

Kokeet

Kaksi kurssikoetta, 3. ja 4. periodin lopussa. Ensimmäinen kurssikoe 1.3. 13-15, sali A111. Toinen kurssikoe 9.5. 13-15, sali A111.

Ensimmäisen kurssikokeen (1.3.2012) tulokset löytyvät tästä ja tehtävät vastauksineen tästä.                          

Ensimmäisen kurssikokeen tulosten keskiarvo: 15,97 / 24

Toisen kurssikokeen (9.5.2012) tulokset löytyvät tästä ja tehtävät vastauksineen löytyvät tästä

Toisen kurssikokeen tulosten keskiarvo: 14,22 / 24

Sisältö

Funktionaalianalyysin peruskurssi on tärkeimpiä matemaattisen analyysin syventäviä kursseja sekä yleisen että soveltavan matematiikan opiskelijoille. Tutustumme ainakin seuraaviin keskeisiin aiheisiin:

  • Banach avaruus (= täydellinen normiavaruus): määritelmä ja perusesimerkit
  • täydellisyys ja sen sovellukset (mm. kiintopistelause).
  • Hilbert avaruus: perusominaisuudet, ortogonaaliset projektiot, ortonormaalit kannat; optimointi Hilbert avarauuksissa
  • Fourier sarjojen 

Failed to execute the [mathinline] macro. Cause: [Parameter [body] is mandatory]. Click on this message for details.
teoria

  • jatkuvat lineaariset operaattorit ja niitä koskevat peruslauseet: Neumannin sarja, tasaisen rajoituksen periaate (Banach-Steinhaus), avoimen kuvauksen lause, suljetun kuvaajan lause
  • distribuutioderivaatta ja Sobolev avaruus
  • Hahn-Banachin laajennuslause ja dualiteetti, refleksiivisyys
  • operaattorin adjungaatti

Sovelluksina mm. Fourier sarjojen perusteoria ja integraaliyhtälöiden ratkaiseminen.

Kirjallisuus

Kurssi seuraa monistetta Astala-Piiroinen-Tylli: Funktionaalianalyysin peruskurssi, jota modifioidaan tarvittavin kohdin.

Linkki luentomonisteeseen: Luentomuistiinpanot 2012.

HUOM: Luentomonisteen sivuilla 101-114 ja sivuilla 179-183 on lisätietoja joita ei käydä läpi luennoilla, eikä niistä tule harjoituksia tai koetehtäviä. Viimeinen 2. kurssikokeeseen tullut asia oli Lause 10.15 (s. 195).

Sopivaa oheis- ja lisälukemistoa tarjoavat esimerkiksi seuraavat oppikirjat:

  • D. Werner, Funktionalanalysis. Springer. (erinomainen yleiskirja, saksankielinen)
  • B. Bollobás, Linear Analysis Cambridge Univ. Press, 1999. (ytimekäs yleiskirja)
  • W. Rudin, Real and Complex Analysis (3. painos), McGraw-Hill, 1987.
     (luvut 3-5, ei kata koko kurssia)
  • A. Friedman, Foundations of Modern Analysis, Dover, 1982. (tiivis yleiskirja,
     myös mittateoriaa ja reaalianalyysia)
  • W. Rudin, Functional Analysis, McGraw-Hill, 1991. (erilainen, laaja yleiskirja)
  • J. Conway, A Course in Functional Analysis, Springer, 1990. (yleiskirja)

Ilmoittaudu

Unohditko ilmoittautua? Mitä tehdä.

Laskuharjoitukset

Ryhmä

Päivä

Aika

Paikka

Pitäjä

1.

ke

14-16

C124

Antti Perälä

Harjoitusten perusteella saa lisäpisteitä seuraavasti:

25% = +1p, 35% = +2p, 45% = +3p, 55% = +4p, 65% = +5p ja 75% = +6p.

Laskuharjoitustehtävät

Keskiviikkoisten harjoitusten tehtävät laitetaan tälle kotisivulle edellisen viikon torstaina.

Ensimmäiset harjoitukset pidetään 25.1.

HUOM:  Harjoitukset 11 eivät vaikuta laskuharjoituspisteisiin.

Harjoitus 1 Ratkaisut
Harjoitus 2 Ratkaisut
Harjoitus 3 Ratkaisut
Harjoitus 4 Ratkaisut
Harjoitus 5 Ratkaisut
Harjoitus 6 Ratkaisut
Harjoitus 7 Ratkaisut
Harjoitus 8 Ratkaisut
Harjoitus 9 Ratkaisut
Harjoitus 10 Ratkaisut
Harjoitus 11 Ratkaisut
Harjoitus 12 Ratkaisut