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如何評價「泛函、對映、算子、變換都是函式,是搞數學的人騙普通人的把戲」這一說法?實際情況如何?

2021-06-16知識

搞數學的人也都是普通人,沒必要神話,沒必要,真的。願風神忽悠你(๑> <๑)

先說結論:這幾個本質上都是對映無誤,但是有著各自用途,故而有了不同的說法。函式是從數到數的對映,泛函是從函式到數的對映,算子是從對映到對映的對映。而變換則更強調兩個空間內元素相互的對映關系。

溫迪真的太可愛了!

題主說的也不是沒有道理,這幾個本質上都是對映的不同說法,T:A →B。但是對映跟對映也會有一定的區別,隨著套用場景不同而不同。

就像是,我們在機器學習領域當中叫訓練集和測試集,在計量裏面就叫樣本內和樣本外。於謙的父親在這一幕裏面被稱作王老爺子,在下一幕裏面就被叫於予玉,於小千,但是本質上都是一個人,不同說法。

蘋果是水果,香蕉也是水果,蛇果也是水果,鳳梨是水果,鳳梨也是水果,但是這幾個名詞是騙人的把戲嗎?並不是。

那麽為什麽要區分這幾個不同的說法,我們講,函式是數集之間的對映,A跟B都是數集,這個很好理解。

但是如果某一天,我們想要研究從數集R到另一個數集R的所有函式(註意是研究函式)有什麽性質,那麽我們應該研究的空間裏面的元素是什麽?函式。那麽這個對映我們應該怎麽稱呼?泛函。lp,C[a,b],Lp都是函式空間,裏面的元素是函式。泛函又是什麽到什麽的對映?從函式到數的對映。這個時候我們就應該接觸過banach空間和範數了。

假如,我們給定A是三維直角座標系下面的向量空間,給定B是球座標系下的向量空間,如果A和B同構,A裏面的元素跟B裏面的元素能不能做對應?可以,從a到b,從b到a都是可以的那麽這個對應對映怎麽稱呼?變換。傅立葉變換就是頻域和譜域的變換,將A空間的元素和B空間的元素之間建立聯系。像物理裏面的勞侖茲變換,也是不同參考系下的元素之間的對映關系。

算子其實也很好理解,舉個直觀的例子,ABC是三個三維的方陣,其中C=AB。能夠將向量x(x1,x2,x3)進行線性變換,這個時候我們就可以把ABC看成是三個線性變換函式,由於交換律被滿足,Cx=(AB)x=A(Bx),那麽,我們能不能把B看成從A到C的對映,可以。那麽怎麽稱呼?把從對映到對映的對映稱之為算子。我們之後就可以研究算子群的性質了,比如緊性,比如零元,比如左伴隨之類的性質,也正是這樣,我們才能做矩陣的LU分解。

以上