CCG F03:实分析、多元微积分与 PDE 基础

模块定位

核心问题:极限、导数、积分、弱导数和偏微分方程怎样形成同一分析框架?

本页是“大而全”课程中的模块级教学提纲。每一个表格行都将独立成单概念短课;短课必须包含定义、推导、反例、计算例子和带答案自测,不能只给名词解释。

前置知识

  • F01 证明语言
  • F02 线性代数
  • 模块 00-07 至 00-09

逐课目录

编号单概念课展开标准
F03-01数列与函数极限从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-02连续与一致连续从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-03微分与 Taylor 展开从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-04多元可微与逆函数定理从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-05隐函数定理从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-06Riemann 与 Lebesgue 积分直觉从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-07测度与几乎处处从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-08L1、L2 与 Sobolev 空间从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-09弱导数与分部积分从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-10椭圆、抛物、双曲 PDE从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-11边界条件从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途
F03-12弱解与变分形式从直觉、定义、最小例子、定理条件到计算用途

理论主线

  • 中值定理与 Taylor 定理
  • 逆函数和隐函数定理
  • Fubini 与换元公式
  • Green 恒等式
  • Lax-Milgram 定理的使用边界
  • 最大值原理

计算与证明双线要求

学习本模块时,每个理论点都必须同时回答:

  1. 对象的严格定义是什么;
  2. 最小非平凡例子是什么;
  3. 定理使用了哪些假设;
  4. 去掉假设后有什么反例;
  5. 连续对象怎样离散存储;
  6. 离散算法怎样验证正确性和收敛性。

模块出口能力

  • 读懂调和方程的弱形式
  • 区分 Dirichlet、Neumann 与混合边界
  • 解释 FEM 为什么从能量而不是逐点 PDE 出发

状态说明

本模块已经进入课程总图谱并完成逐课拆分。后续内容扩写按编号进行,不会再把整组理论压回一篇长文章。