URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Босс В. Лекции по математике. Т.15: Нелинейные операторы и неподвижные точки Обложка Босс В. Лекции по математике. Т.15: Нелинейные операторы и неподвижные точки
Id: 332746
899

Лекции по математике.
Т.15: Нелинейные операторы и неподвижные точки. Т.15. Изд. стереотип.

2025. 224 с.
Белая офсетная бумага

Аннотация

Содержание настоящей книги группируется вокруг проблематики разрешимости нелинейных уравнений, широко известной отдельными принципами неподвижной точки. Главное внимание уделяется топологическим методам, основанным на понятиях степени отображения и вращения векторного поля. Большинство вопросов затрагиваются впервые в учебной литературе. В качестве приложений рассматриваются динамические системы и бифуркации.

Изложение отличается краткостью... (Подробнее)


Содержание
top
Содержание5
Предисловие к «Лекциям»7
Предисловие к пятнадцатому тому9
Глава 1. Симптомы и задачи10
1.1. Линейный фон10
1.2. Нелинейные системы13
1.3. Парадоксы нелинейных цепей18
1.4. Бесконечномерные задачи21
Глава 2. Метрические инструменты24
2.1. Принцип сжимающих отображений24
2.2. Примеры и вариации27
2.3. Нормы и линейные приближения29
2.4. Теорема о неявной функции33
2.5. Обращение принципов сжатия35
Глава 3. Топологические принципы неподвижной точки40
3.1. Вращение векторного поля40
3.2. Вращение как вращение45
3.3. Топологические аномалии47
3.4. Гомотопия векторных полей48
3.5. Ядро теории51
3.6. Разрешимость уравнений54
3.7. О теореме Брауэра55
3.8. Теорема Карамардиана57
Глава 4. Степень отображения и вращение60
4.1. Дифференциальная преамбула60
4.2. Степень отображения66
4.3. Свойства степени68
4.4. Степень и вращение70
4.5. Невырожденное продолжение поля74
Глава 5. К теории вращения векторного поля77
5.1. Индексы и алгебраическое число нулей77
5.2. Индексы на бесконечности79
5.3. Накрытия и гомеоморфизмы80
5.4. Параметрические уравнения83
5.5. Лемма Лере—Шаудера87
5.6. Итерации и принцип Браудера89
5.7. Векторные поля нормалей91
5.8. Нечетные поля94
Глава 6. Динамические системы95
6.1. Оператор сдвига по траекториям95
6.2. Вынужденные колебания97
6.3. Градиентные поля и невозвращаемость102
6.4. О потенциалах104
6.5. Деформационные мотивы107
6.6. Нужна ли гладкость112
6.7. Неградиентные системы113
6.8. Автоколебания и последование115
Глава 7. Вполне непрерывные поля117
7.1. Стягиваемость сферы по себе117
7.2. Компактные операторы119
7.3. Вращение вполне непрерывного поля121
7.4. Вычисление и свойства123
7.5. Невырожденные продолжения127
7.6. Теоремы родственности128
7.7. Итерации операторов131
Глава 8. Нелинейные операторы в пространствах с конусом135
8.1. Полуупорядоченность и авансы135
8.2. Специфика монотонности139
8.3. Феномен инвариантности конуса141
8.4. Антураж текущего фарватера146
8.5. Операторы сдвига в условиях полуупорядоченности147
8.6. Конус положительно определенных матриц150
8.7. Гетеротонные отображения153
8.8. Гетеротонная динамика157
8.9. Супероднородные операторы158
8.10. K-системы162
8.11. Теоремы о накрытиях и неравенства166
8.12. Универсальные P-системы168
8.13. Системы с ограниченным межэлементным взаимодействием171
8.14. Комментарии и дополнения173
Глава 9. Возмущения и бифуркации175
9.1. О содержательных задачах и абстрактных постановках175
9.2. Принцип смены индекса178
9.3. Перестройки фазового портрета181
9.4. Деформации с ограничениями183
9.5. Многопараметрические задачи186
9.6. Итерационные процессы189
9.7. Иерархия циклов193
9.8. Многомерный сценарий197
9.9. Загадочность циклов типа Γ3202
9.10. Устойчивость и хаос204
Глава 10. Многозначные поля206
10.1. Причины многозначности206
10.2. Замкнутые отображения209
10.3. Отображения с выпуклыми образами210
10.4. Теоремы о неподвижных точках212
Сокращения и обозначения216
Литература218
Предметный указатель220

Предисловие к "Лекциям"
top
Whether you think you can or whether you think you can't, you're right!
Henry Ford

Для нормального изучения любого математического предмета необходимы, по крайней мере, 4 ингредиента:

1) живой учитель;

2) обыкновенный подробный учебник;

3) рядовой задачник;

4) учебник, освобожденный от рутины, но дающий общую картину, мотивы, связи, "что зачем".

До четвертого пункта у системы образования руки не доходили. Конечно, подобная задача иногда ставилась и решалась, но в большинстве случаев – при параллельном исполнении функций обыкновенного учебника. Акценты изНза перегрузки менялись, и намерения со второй-третьей главы начинали дрейфовать, не достигая результата. В виртуальном пространстве так бывает. Аналог объединения гантели с теннисной ракеткой перестает решать обе задачи, хотя это не сразу бросается в глаза.

"Лекции" ставят 4Нй пункт своей главной целью. Сопутствующая идея – экономия слов и средств. Правда, на фоне деклараций о краткости и ясности изложения предполагаемое издание около 20 томов может показаться тяжеловесным, но это связано с обширностью математики, а не с перегрузкой деталями.

Необходимо сказать, на кого рассчитано. Ответ "на всех" выглядит наивно, но он в какой-то мере отражает суть дела. Обозримый вид, обнаженные конструкции доказательств, – такого сорта книги удобно иметь под рукой. Не секрет, что специалисты самой высокой категории тратят массу сил и времени на освоение математических секторов, лежащих за рамками собственной специализации. Здесь же ко многим проблемам предлагается короткая дорога, позволяющая быстро освоить новые области и освежить старые. Для начинающих "короткие дороги" тем более полезны, поскольку облегчают движение любыми другими путями.

В вопросе "на кого рассчитано", – есть и другой аспект. На сильных или слабых? На средний вуз или физтех? Опять-таки выходит "на всех". Звучит странно, но речь не идет о регламентации кругозора. Простым языком, коротко и прозрачно описывается предмет. Из этого каждый извлечет свое и двинется дальше.

Наконец, последнее. В условиях информационного наводнения инструменты вчерашнего дня перестают работать. Не потому, что изучаемые дисциплины чересчур разрослись, а потому, что новых секторов жизни стало слишком много. И в этих условиях мало кто готов уделять много времени чему-то одному. Поэтому учить всему – надо как-то иначе. "Лекции" дают пример. Плохой ли, хороший – покажет время. Но в любом случае, это продукт нового поколения. Те же "колеса", тот же "руль", та же математическая суть, – но по-другому.


Предисловие к пятнадцатому тому
top
When my horse is running good, I don't stop to give him sugar.
William Faulkner

Том планировался по нелинейному анализу (классический анализ в своей основе линеен, ибо скользит по нелинейностям, фокусируясь на малых окрестностях. Нелинейный анализ стремится видеть задачу целиком, но не всегда получается), но мало что поместилось. И содержание в итоге было сгруппировано вокруг неподвижных точек. Тематика широко известна по названию, но не очень хорошо – по существу. Тогда как в разрешимость уравнений и свойства решений – все упирается. В качестве приложений рассматриваются динамические системы и бифуркации.


О загадке бестселлеров В.Босса
top

Книгу В.Босса "Интуиция и математика" я перечитал три раза! Потом еще раз, чтобы разобраться, в чем дело, но скрытых пружин так и не нашел. Конечно, великолепный подбор миниатюр, точный язык, мягкий юмор, располагающая интонация, – но все это вместе взятое не объясняет результат даже наполовину. Сын моего приятеля – парню 14 лет – выучил "Интуицию" почти наизусть. Измучил родителей вопросами, прочел гору дополнительной литературы. Понятно – особый случай, но показательный! В целом ситуация, безусловно, мягче. Однако отзывы все положительные, а процент восторженных – удивителен и необъясним.

"Лекции по математике" того же автора – другое дело. Кое-кто из моих коллег принял их в штыки, поскольку система образования, естественно, противится нововведениям. Лишняя головная боль для преподавателя. Тем не менее, в результате итогового обсуждения – первые два тома "Лекций" пришли к нам на отзыв – В.Босс получил высший бал.

Лично мне "Лекции" нравятся даже больше, чем "Интуиция". Ясное и продуманное изложение предмета. Лаконичное до неправдоподобия, но без ущерба для содержания. Вот что по этому поводу пишет сам автор: "Первая часть книги – сжатый курс матанализа. Чушь более сотни страниц, но "все есть". Некоторые детали, конечно, опускаются, но это не потери, а приобретения. Сбросив десяток лишних килограмм, человек выглядит лучше, живет интереснее. Так и здесь. Многие подробности мешают видеть суть. И освобождение от балласта, как ни странно, позволяет обсуждать принципиальные вопросы, на которые в толстых учебниках не хватает места".

Первый опыт показывает, что студенты – и сильные, и слабые – благосклонно принимают "Лекции". В этом еще одна удивительная, хотя и понятная особенность изложения. Короткий и ясный взгляд на предмет, обсуждение мотивов, общая картина, – нужны всем.

Наконец, я бы не писал в газету, если бы речь шла просто о хороших и даже очень хороших книгах. "Лекции" В.Босса, на мой взгляд, явление неординарное. Дело в том, что информационная лавина сейчас многое меняет. В результате, сложившаяся система образования подходит к критической точке. Конечно, как в доме накапливаются ненужные вещи, так и в образовании со временем укореняется масса атавизмов. Но хуже другое. То, без чего вроде бы нельзя обойтись, перестает помещаться в рамки. Поэтому необходимы новые подходы и принципы. "Лекции" обеспечивают прорыв в этом направлении.

Профессор МФТИ А.П.Афанасьев

Из интервью с В.Боссом
top
dop

Нельзя ли в двух словах о главной особенности "Лекций"?

– Диалектика обучения – во взаимодействии сторон. Понимание – умение. Суть – детали. "Лекции" добиваются понимания.

Как?

– Правдами и неправдами (улыбается). Очень важно, например, поместить проблему "целиком в кадр". Чтобы видно было "сразу все".

Объяснениями на пальцах?

– Когда как, только "коротко и ясно". Упрощения, недомолвки. Но главное – обнажение сути.

А что посоветуете, если завтра экзамен, а в голове пусто?

– Таблетку димедрола.


В условиях информационного наводнения инструменты вчерашнего дня перестают работать. Поэтому учить надо как-то иначе. "Лекции" дают пример. Плохой ли, хороший – покажет время. Но в любом случае, это продукт нового поколения. Те же "колеса", тот же "руль", та же математическая суть, – но по-другому.

В.Босс

Из отзывов читателей:

Чтобы усвоить предмет, надо освободить его от деталей, обнажить центральные конструкции, понять, как до теорем можно было додуматься. Это тяжелая работа, на которую не всегда хватает сил и времени. В "Лекциях" такая работа проделывается автором.

Популярность книг В.Босса легко объяснима. Дается то, чего недостает: общая картина, мотивация, взаимосвязи. И самое главное – легкость вхождения в любую тему.

Содержание продумано и хорошо увязано. Громоздкие доказательства ужаты до нескольких строчек. Виртуозное владение языком.


Об авторе
top
photoБосс В.
Российский ученый, просветитель и популяризатор науки, заведующий сектором Института проблем управления Российской академии наук (ИПУ РАН); доктор физико-математических наук, профессор кафедры проблем управления Московского физико-технического института (МФТИ). Создатель и автор крупного Интернет-проекта «Школа Опойцева».

Практически вся его научная деятельность связана с работой в Институте проблем управления, где в качестве ведущего специалиста в области управления социальными и экономическими системами, статики и динамики сложных систем, он принимал участие во многих научно-прикладных программах и разработках. Руководил прикладными исследованиями для Госплана и Министерства связи СССР, а также крупной научно-исследовательской работой по расчету и оптимизации структуры бортовых вычислительных систем.

Талантливый лектор, Валерий Иванович всегда был увлечен просветительской деятельностью, часто разъезжал по стране, буквально — от Балтики до Камчатки, в качестве активного члена Общества «Знание» — «академии миллионов».

За время работы в Австралии (1998–2001) опубликовал множество статей по математике на английском языке и читал лекции для профессоров в Квинслендском университете.

Последние годы Валерий Иванович посвятил проекту «Школа Опойцева» — это книги, видеолекции и учебные материалы по математике и физике для высшего и школьного образования.

Он был убежден, что: «В условиях информационного наводнения инструменты вчерашнего дня перестают работать. Поэтому учить надо как-то иначе. „Лекции“ дают пример. Плохой ли, хороший — покажет время. Но в любом случае это продукт нового поколения. Те же „колеса“, тот же „руль“, та же математическая суть — но по-другому».