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如何评价「泛函、映射、算子、变换都是函数,是搞数学的人骗普通人的把戏」这一说法?实际情况如何?

2021-06-16知识

搞数学的人也都是普通人,没必要神话,没必要,真的。愿风神忽悠你(๑> <๑)

先说结论:这几个本质上都是映射无误,但是有着各自用途,故而有了不同的说法。函数是从数到数的映射,泛函是从函数到数的映射,算子是从映射到映射的映射。而变换则更强调两个空间内元素相互的映射关系。

温迪真的太可爱了!

题主说的也不是没有道理,这几个本质上都是映射的不同说法,T:A →B。但是映射跟映射也会有一定的区别,随着应用场景不同而不同。

就像是,我们在机器学习领域当中叫训练集和测试集,在计量里面就叫样本内和样本外。于谦的父亲在这一幕里面被称作王老爷子,在下一幕里面就被叫于予玉,于小千,但是本质上都是一个人,不同说法。

苹果是水果,香蕉也是水果,蛇果也是水果,菠萝是水果,凤梨也是水果,但是这几个名词是骗人的把戏吗?并不是。

那么为什么要区分这几个不同的说法,我们讲,函数是数集之间的映射,A跟B都是数集,这个很好理解。

但是如果某一天,我们想要研究从数集R到另一个数集R的所有函数(注意是研究函数)有什么性质,那么我们应该研究的空间里面的元素是什么?函数。那么这个映射我们应该怎么称呼?泛函。lp,C[a,b],Lp都是函数空间,里面的元素是函数。泛函又是什么到什么的映射?从函数到数的映射。这个时候我们就应该接触过banach空间和范数了。

假如,我们给定A是三维直角坐标系下面的向量空间,给定B是球坐标系下的向量空间,如果A和B同构,A里面的元素跟B里面的元素能不能做对应?可以,从a到b,从b到a都是可以的那么这个对应映射怎么称呼?变换。傅立叶变换就是频域和谱域的变换,将A空间的元素和B空间的元素之间建立联系。像物理里面的洛伦兹变换,也是不同参考系下的元素之间的映射关系。

算子其实也很好理解,举个直观的例子,ABC是三个三维的方阵,其中C=AB。能够将向量x(x1,x2,x3)进行线性变换,这个时候我们就可以把ABC看成是三个线性变换函数,由于交换律被满足,Cx=(AB)x=A(Bx),那么,我们能不能把B看成从A到C的映射,可以。那么怎么称呼?把从映射到映射的映射称之为算子。我们之后就可以研究算子群的性质了,比如紧性,比如零元,比如左伴随之类的性质,也正是这样,我们才能做矩阵的LU分解。

以上