Funkcionalna analiza

Funkcionalna analiza je grana matematičke analize, čije jezgro je formirano proučavanjem vektorskih prostora koji imaju neku vrstu granične strukture (npr. unutrašnji proizvod, normu, topologiju, itd.) i linearne funkcije definisane na tim prostorima i poštovanje tih struktura u odgovarajućem smislu. Istorijski koreni funkcionalne analize leže u proučavanju prostora funkcija, i u formulaciji svojstava transformacija funkcija, poput Furijeove transformacije, kao transformacije koja definiše kontinualne, unitarne i slične operatore između funkcijskih prostora. Ova tačka gledišta pokazala se posebno korisnom za proučavanje diferencijalnih i integralnih jednačina.

Jedan od mogućih modova vibracije idealizovane kružne membrane bubnja. Ovi modovi su svojstvene funkcije linearnog operatora na funkcijskom prostoru, čestoj konstrukciji u funkcionalnoj analizi.

Upotreba reči funkcionalna potiče iz računa varijacija, implicirajući funkciju čiji je argument funkcija. Termin je prvi put korišten u Adamarovoj knjizi iz 1910. godine o toj temi. Međutim, generalni koncept funkcionalnog je ranije uveo, 1887. godine, italijanski matematičar i fizičar Vito Voltera.[1][2] Teoriju nelinearnih funkcija nastavili su njegovi učenici, a posebno Freše i Levi. Adamar je osnovao i modernu školu linearne funkcionalne analize, koju su dalje razvili Ris i grupa poljskih matematičara oko Stefana Banaha.[3][4][5]

U savremenim uvodnim tekstovima funkcionalne analize, subjekt se posmatra kao proučavanje vektorskih prostora koji imaju topologiju, posebno beskonačno-dimenzionalnih prostora.[6][7] Nasuprot tome, linearna algebra se uglavnom bavi konačno-dimenzionalnim prostorima, i ne koristi topologiju. Važan deo funkcionalne analize je proširenje teorije mere, integracije i verovatnoće na beskonačno dimenzionalne prostore, takođe poznate kao beskonačno dimenzionalna analiza.

Normirani vektorski prostori

Osnovna i istorijski prva klasa prostora proučavana u funkcionalnoj analizi su potpuno normirani vektorski prostori nad realnim ili kompleksnim brojevima. Takvi prostori se zovu Banahovi prostori. Važan primer je Hilbertov prostor, gde norma nastaje iz unutrašnjeg proizvoda. Ovi prostori su od fundamentalnog značaja u mnogim oblastima, uključujući matematičku formulaciju kvantne mehanike.[8][9][10]

Generalnije gledano, funkcionalna analiza obuhvata proučavanje Frešeovih prostora[11][12] i drugih topoloških vektorskih prostora koji nemaju normu. Važan predmet istraživanja u funkcionalnoj analizi su kontinuirani linearni operatori definisani na Banahovim i Hilbertovim prostorima. Oni prirodno dovode do definicije C*-algebre[13][14][15]

i drugih operatorskih algebri.[16][17]

Vidi još

  • Spisak tema o funkcionalnoj analizi
  • Spektralna teorija

Reference

Literatura

Spoljašnje veze