İçeriğe atla

Fonksiyonel analiz

Matematiğin vektör uzaylarıyla ve bu uzayların üzerinde tanımlı operatörlerle uğraşan bir alt dalı. Kökleri fonksiyon uzayları kuramının geliştirilmesine; hatta diferansiyel ve integral denklemlerinin çalışılmasına kadar gitmektedir. Özelde mesela Fourier dönüşümü gibi fonksiyon dönüşümlerinin çalışılmasında da kullanılmıştır. Fonksiyonel kelimesinin ilk kullanımı varyasyonlar hesabına kadar takip edilebilir. Ancak, genel anlamda kullanımı İtalyan matematikçi ve fizikçi Vito Volterra'ya atfedilmektedir. Yine de temeli büyük ölçüde Stefan Banach ve çevresindeki Polonyalı matematikçiler tarafından atılmış ve geliştirilmiştir. Çağdaş anlamda, fonksiyonel analiz bir topolojiye sahip vektör uzaylarının çalışılmasında, özellikle sonsuz boyutlu uzaylarda, gözükmektedir. Tanımdan yola çıkılarak fonksiyon analizinin sonlu boyutlu uzaylar kuramını da içerdiği düşünülebilir; ancak bu uzayları bir topolojisi olmadan inceleyen alan doğrusal cebirdir. Fonksiyonel analizin önemli bir işlevlerinden biri de ölçü, integral ve olasılık kuramı gibi genel kuramları sonsuz boyutlu uzaylara yaymaktır ki bu işlevin özelde adı sonsuz boyutlu analizdir.

Normlu vektör uzayları

Fonksiyonel analizde tarihsel olarak ilk çalışılan temel uzaylar gerçel ve karmaşık sayılar üzerinden tanımlı tam normlu vektör uzaylarıdır. Bu uzaylara Banach uzayı adı verilmektedir. Önemli örneklerden biri de normun iç çarpım tarafından tanımlandığı Hilbert uzaylarıdır. Bu iki örnek analizin çeşitli alt dallarında çalışılan temel uzaylardandır ve uygulama açısından büyük bir öneme sahiptir.

Daha genel anlamda, fonksiyonel analizin çalışma alanına Fréchet uzayı ve bir norma sahip olmayan topolojik vektör uzayları da girmektedir.

Fonksiyonel analizin yapıldığı alanların önemli bir aracı Hilbert veya Banach uzayı üzerinde tanımlı sürekli, doğrusal operatörlerdir. Doğal olarak, bu operatörler C* cebiri veya diğer operator cebirlerinin tanımına öncülük etmektedir.

Önemli sonuçlar

Fonksiyonel analizin kapsamında bulunan, matematiksel analizin ve hatta fonksiyon analizin uygulanma imkânı bulunduğu fizik gibi değişik alanlarda ortaya çıkan önemli sonuçlardan bazıları şunlardır:

  • Düzgün sınırlılık ilkesi veya bir diğer bilinen adıyla Banach-Steinhaus teoremi düzgün sınırlara sahip operatörlerin kümesi üzerinde uygulanmaktadır.
  • Spektral teoremi bir Hilbert uzayı üzerinde tanımlı normal bir operatör için integral formülü vermektedir. Spektral teoremi matematikte birden fazla bulunmaktadır. Fonksiyonel analizde bulunan ve bahsi geçen özelliğe sahip bu teorem, kuantum mekaniğinin matematiksel formülasyonunda önemli bir değere sahiptir.
  • Fonksiyonellerin bir alt uzaydan uzayın tümüne belli koşullar altında genişletilmesinde kullanılan Hahn-Banach teoremi
  • Açık gönderim teoremi ve kapalı grafik teoremi.

Ayrıca bakınız: Fonksiyonel analiz konuları listesi

Kaynakça

  • Brezis, H.: Analyse Fonctionnelle, Dunod ISBN 978-2-10-004314-9 veya ISBN 978-2-10-049336-4
  • Conway, John B.: A Course in Functional Analysis, 2. baskı, Springer-Verlag, 1994, ISBN 0-387-97245-5
  • Dunford, N. and Schwartz, J.T. : Linear Operators, General Theory ve diğer 3 cilt
  • Eidelman, Yuli, Vitali Milman, and Antonis Tsolomitis: Functional Analysis: An Introduction, American Mathematical Society, 2004.
  • Giles,J.R.: Introduction to the Analysis of Normed Linear Spaces,Cambridge University Press,2000
  • Hirsch F., Lacombe G. - "Elements of Functional Analysis", Springer 1999.
  • Hutson, V., Pym, J.S., Cloud M.J.: Applications of Functional Analysis and Operator Theory, 2. baskı, Elsevier Science, 2005, ISBN 0-444-51790-1
  • Kolmogorov, A.N and Fomin, S.V.: Elements of the Theory of Functions and Functional Analysis, Dover Publications, 1999
  • Kreyszig, Erwin: Introductory Functional Analysis with Applications, Wiley, 1989.
  • Lax, P.: Functional Analysis, Wiley-Interscience, 2002
  • Lebedev, L.P. ve Vorovich, I.I.: Functional Analysis in Mechanics, Springer-Verlag, 2002
  • Michel, Anthony N. ve Charles J. Herget: Applied Algebra and Functional Analysis, Dover, 1993.
  • Reed M., Simon B. - "Functional Analysis", Academic Press 1980.
  • Riesz, F. ve Sz.-Nagy, B.: Functional Analysis, Dover Publications, 1990
  • Rudin, W.: Functional Analysis, McGraw-Hill Science, 1991
  • Schechter, M.: Principles of Functional Analysis, AMS, 2. baskı, 2001
  • Shilov, Georgi E.: Elementary Functional Analysis, Dover, 1996.
  • Sobolev, S.L.: Applications of Functional Analysis in Mathematical Physics, AMS, 1963
  • Yosida, K.: Functional Analysis, Springer-Verlag, 6. baskı, 1980

Dış bağlantılar

Ayrıca bakınız

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Lineer cebir</span> Uzay matematiği

Doğrusal cebir ya da lineer cebir; matematiğin, vektörler (yöney), vektör uzayları, doğrusal dönüşümler, doğrusal denklem takımları ve matrisleri (dizey) inceleyen alanıdır. Vektör uzayları, modern matematiğin merkezinde yer alan bir konudur. Bundan dolayı doğrusal cebir hem soyut cebirde hem de fonksiyonel analizde sıkça kullanılır. Doğrusal cebir, analitik geometri ile de alakalı olup sosyal bilimlerde ve fen bilimlerinde yaygın bir uygulama alanına sahiptir.

Vektör uzayı veya Yöney uzayı, matematikte ölçeklenebilir ve eklenebilir bir nesnelerin (vektörlerin) uzayına verilen isimdir. Daha resmî bir tanımla, bir vektör uzayı, iki elemanı arasında vektör toplamasının ve skaler denilen sayılarla çarpımın tanımlı olduğu ve bunların bazı aksiyomları sağladığı kümedir. Skalerler, rasyonal veya reel sayılar kümesinden gelebilir, ama herhangi bir cisim üzerinden bir vektör uzayı oluşturmak mümkündür. Vektör uzayları, skalerlerin geldiği cisime göre reel vektör uzayı, kompleks vektör uzayı veya genel bir cisim üzerinden K vektör uzayı şeklinde adlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">Karmaşık analiz</span>

Karmaşık analiz ya da başka bir deyişle kompleks analiz, bir karmaşık değişkenli fonksiyonları araştıran bir matematik dalıdır. Bir değişkenli karmaşık analize ya da çok değişkenli karmaşık analizle beraber tümüne karmaşık değişkenli fonksiyonlar teorisi de denilir.

<span class="mw-page-title-main">Morera teoremi</span> Matematik terimi

Matematiğin bir dalı olan karmaşık analizde, Giacinto Morera'nın ardından adlandırılan Morera teoremi, bir fonksiyonun holomorf olduğunu kanıtlamak için kullanılan temel bir sonuçtur. İtalyan matematikçi Giacinto Morera'nın adını taşımaktadır.

Gerçel analiz ya da bilinen diğer ismiyle reel analiz, matematiksel analizin bir dalıdır. Bu dal, gerçek sayılar ve bu sayılardan türetilen yapılarla ilgili temel kavramları ele alır. Ana konuları arasında diziler, seriler, limitler, süreklilik, türev, integral ve fonksiyon dizileri yer alır. Gerçek analizin incelenmesi, matematiğin diğer alanları için temel araçlar ve yöntemler sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Vektör hesabı</span>

Vektör hesabı, iki veya daha çok boyutlu iç çarpım uzayındaki vektörlerin çok değişkenli gerçel analiziyle uğraşan bir matematik dalıdır. Fizik ve mühendislikte epey faydalı olan formül takımlarından ve problem çözme tekniklerini kapsamaktadır. Vektör hesabı köklerini kuaterniyon analizinden almaktadır ve Amerikan mühendis ve bilim insanı J. Willard Gibbs ve İngiliz mühendis Oliver Heaviside tarafından formüle edilmiştir.

Topolojide, geometrik bir nesne veya uzaya yol bağlantılıysa ve iki nokta arasındaki her yol sürekli bir şekilde bir diğerine dönüştürülebiliyorsa basit bağlantılı adı verilir.

Matematiğin bir alt dalı olan fonksiyonel analizde, doğuran çekirdekli Hilbert uzayı noktasal değerlemenin bir sürekli doğrusal fonksiyonel olduğu bir fonksiyonlar Hilbert uzayıdır. Burada, fonksiyonlar Hilbert uzayından kasıt, bahsi geçen uzayın öğelerinin fonksiyonlar olduğudur. Yani söz konusu uzay bir fonksiyon uzayıdır; bununla birlikte aynı zamanda Hilbert uzayı özelliği de taşımaktadır. Benzer bir şekilde, bu tür uzaylar doğuran çekirdekler tarafından da tanımlanabilirler. Bu terimi ilk defa ve aynı zamanda Nachman Aronszajn (1907–1980) ve Stefan Bergman (1895–1977) adlı matematikçiler 1950'de ortaya atıp geliştirmişlerdir.

Matematikte fonksiyon uzayı bir X kümesinden bir Y kümesine tanımlı fonksiyonların oluşturduğu kümeye verilen bir addır. Fonksiyonlar kümesi yerine fonksiyon uzayı denilmesinin nedeni matematiğin kendi içindeki uygulamalarında bu kümenin genellikle topolojik uzay veya vektör uzayı olarak ortaya çıkmasıdır.

Bu sayfa fonksiyonel analiz konularının listesini içermektedir.

<span class="mw-page-title-main">Hilbert uzayı</span>

Matematikte Hilbert uzayı, sonlu boyutlu Öklit uzayında uygulanabilen lineer cebir yöntemlerinin genelleştirilebildiği ve sonsuz boyutlu da olabilen bir vektör uzayıdır. Daha kesin olarak, bir Hilbert uzayı, uzayın tam metrik uzay olmasını sağlayan bir uzaklık fonksiyonu üreten bir iç çarpımla donatılmış bir vektör uzayıdır. Bir Hilbert uzayı, bir Banach uzayının özel bir durumudur. Matematik, fizik ve mühendislikte sıkça kullanılmaktadır. Kuantum mekaniğiyle uyumludur. Adını David Hilbert'ten almaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Stefan Banach</span> Polonyalı matematikçi

Stefan Banach (Lehçe telaffuz: [ˈstɛfan ˈbanax] , genellikle dünyanın en önemli ve etkili 20. yüzyıl matematikçilerinden biri olarak kabul edilen Polonyalı bir matematikçiydi. Modern fonksiyonel analizin kurucusu ve Lwów Matematik Okulu'nun orijinal bir üyesiydi. En önemli eseri, genel fonksiyonel analiz teorisi üzerine ilk monografi olan 1932 tarihli Théorie des opérations linéaires kitabıdır.

Matematik'te Lp uzayı, sonlu boyutlu vektör uzayı için p-norm'un doğal bir genelleme kullanarak tanımlı fonksiyon uzayı'dır.Bazen Lebesque uzayı denir.İlk Frigyes Riesz tarafından Bourbaki grubu Bourbaki 1987 olarak tanıtılmasına rağmen,Henri Lebesgue Dunford & Schwartz 1958, III.3, adına ithaf edilmiştir. fonksiyonal analiz'de Banach uzayı'nın ve topolojik vektör uzaylarının önemli bir sınıfını Lp uzayı formu oluşturur.Lebesgue uzayının fizik, istatistik, finans, mühendislik ve diğer disiplinlerde uygulamaları var.

Matematikte bir sabit nokta teoremi, bir F fonksiyonunun, genel terimlerle ifade edilmiş belli koşullar altında en az bir sabit noktası olduğunu ifade eden bir sonuçtur. Bu tür sonuçlar matematikte en çok kullanılanlar arasındadır.

Fonksiyonel analiz ve matematik ile ilgili alanlarda, sürekli lineer operatör veya sürekli lineer haritalama topolojik vektör alanları arasında sürekli bir doğrusal dönüşümdür.

<span class="mw-page-title-main">Dinamik sistem</span>

Bu sayfa dinamik sistemlere dair genel bakış açılarını içerir ayrıntılı bilgi için dinamik sistem (tanım) veya çalışmak amaçlı dinamik sistemler teorisine bakabilirsiniz.

Matematiksel analizde, M metrik uzay olmak üzere, elemanları M 'de olan her Cauchy dizisinin yine M'de bir limiti varsa,veya alternatif olarak, M'deki her Cauchy dizisi yine M'de yakınsaksa M metrik uzayına tam denir.

Bu sayfa teoremlerin bir listesidir. Ayrıca bakınız:

<span class="mw-page-title-main">Ölçü (matematik)</span> uzunluk, alan, hacim ve integralin bir genellemesi olarak görülebilecek bir kümenin bazı alt kümelerine sayılar atayan işlev

Matematiksel analizde, küme üzerindeki bir ölçü, bu kümenin her bir uygun alt kümesine bir sayı atamanın sistematik bir yoludur ve sezgisel olarak kümenin boyutu olarak yorumlanır. Bu anlamda ölçü, uzunluk, alan ve hacim kavramlarının bir genellemesidir. Özellikle önemli bir örnek, Öklid geometrisinin geleneksel uzunluğunu, alanını ve hacmini n-boyutlu Öklid uzayının Rn uygun alt kümelerine atayan bir Öklid uzayındaki Lebesgue ölçüsüdür. Örneğin, gerçek sayılardaki [0, 1] aralığının Lebesgue ölçüsü, kelimenin günlük anlamındaki uzunluğudur ve tam olarak 1'dir.

Matematiğin bir alt dalı olan fonksiyonel analizde, tam normlu vektör uzayılarına Banach uzayı denir. Tanımı gereği, Banach uzayı, vektör uzunluğunun ve vektörler arasındaki mesafenin hesaplanmasına vesile olan bir metriğe sahip bir vektör uzayıdır ve bu metrik uzayda herhangi bir Cauchy vektör dizisinin her zaman uzayın içinde kalan ve iyi tanımlanmış bir limiti olması anlamında tamdır.