基础:何谓分析
实分析
实分析研究的是实数轴以及生活在其上的一切——序列、函数、导数、积分——并以严格的方式展开。如果说分析是一座城市,实分析就是它的地基与老城区:其他一切都是从这些街道向外扩建出去的。
具体而言,实分析在实数 R 上发展极限、连续、微分以及黎曼(其后是勒贝格)积分的理论,从那些使 R 成为完备有序域的公理出发。把 R 与有理数 Q 区分开来的那个唯一性质——完备性,即没有缝隙——正是使核心定理(介值定理、极值定理、柯西序列收敛)成立的原因。
实分析在一种精确的意义上是基础性的:复分析、测度论、泛函分析与微分方程都建立在它的结果之上,并继承它的证明标准。值得强调的一点是:学生日后遇到的几乎每一处困难与反例,都已在实数轴上的实分析中以微缩形式出现过——这恰恰是它被最先讲授的原因。
实分析成立而“有理数分析”不成立,根源就在完备性:一个有理数的柯西序列(例如 sqrt 2 的截断)可能不收敛到任何有理数,但在 R 中总会收敛。
另见