布劳威尔不动点定理

✍ dations ◷ 2025-12-05 18:11:57 #不动点,连续映射,数学定理,拓扑学理论

在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间并构成了一般不动点定理的基石。布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(荷兰语:L. E. J. Brouwer)。

布劳威尔不动点定理说明:对于一个拓扑空间中满足一定条件的连续函数 f {\displaystyle f} = 3 的情况(发表于《纯綷及应用数学期刊》之内)。后来在1909年,鲁伊兹·布劳威尔(L. E. J. Brouwer)再次证明。在1910年,雅克·阿达马提供一般情况的证明,而布劳威尔在1912年提出另一个不同的证明。这些早期的证明皆属于非构造性的间接证明,与数学直觉主义理想矛盾。现在已知如何构造(接近)由布劳威尔不动点定理所保证的不动点,见例子 (Karamadian 1977) 和 (Istrăţescu 1981)。

布劳威尔不动点定理有若干种不同的叙述方式,与使用时的上下文有关。

最简单的形式如下:

推广到任意有限维数的情况,就是:

一个稍微更一般化的结论是:

而更加著名的是一个还要更一般化的定理:

这个定理可以通过很实际的例子来理解。比如:取两张一样大小的白纸,在上面画好垂直的坐标系以及纵横的方格。将一张纸平铺在桌面,而另外一张随意揉成一个形状(但不能撕裂),放在第一张白纸之上,不超出第一张的边界。那么第二张纸上一定有一点正好就在第一张纸的对应点的正上方。一个更简单的说法是:将一张白纸平铺在桌面上,再将它揉成一团(不撕裂),放在原来白纸所在的地方,那么只要它不超出原来白纸平铺时的边界,那么白纸上一定有一点在水平方向上没有移动过。

这个断言的根据就是布劳威尔不动点定理在二维欧几里得空间(欧几里得平面)的情况,因为把纸揉皱是一个连续的变换过程。

另一个例子是大商场等地方可以看到的平面地图,上面标有“您在此处”的红点。如果标注足够精确,那么这个点就是把实际地形射到地图的连续函数的不动点。

三维空间中的情况:如果我们用一个密封的锅子煮水,那么总有一个水分子在煮开前的某一刻和煮开后的某一刻处于同样的位置。

地球绕着它的自转轴自转。自转轴在自转过程中是不变的,也就是自转运动的不动点。

相关

  • 史前时期史前时代一般是指人类出现到文字出现之前的时代,意即历史记载(信史)前的时代。由于各地人类发明文字的时间都有不同,所以史前时代没有一个适用于各地的特定时间。不过,作为一个泛
  • 新竹台中地震1935年新竹–台中地震是一起发生于1935年(昭和10年)4月21日清晨6时2分16秒的地震,其里氏震级为7.1,震中位于台湾台中市北北东30千米处的大安溪中游。因其震中位于今苗栗县三义乡
  • 行动宣传行动宣传(英语︰Propaganda of the deed)(法语︰propagande par le fait)是对政敌进行暴力行为以此启发群众催化革命的一个概念。行动宣传可采取多种形式,但在许多情况下使用暴力侵害
  • 卡尔·皮尔逊卡尔·皮尔逊(Karl Pearson,1857年3月27日-1936年4月27日),英国数学家和自由思想家。1857年出生于英国伦敦;1879年毕业于剑桥大学,获数学学士学位;后往德国海德堡大学进修德语及人文
  • 阿德姆·利亚伊奇 阿德姆·利亚伊奇(塞尔维亚语:Адем Љајић,1991年9月29日-),是一名塞尔维亚职业足球运动员,司职前腰,也能担任边锋。现时效力于土超球队贝西克塔斯。利亚伊奇于2005年,
  • 蔡景榕嘉靖三十五年丙辰科秀才兴化训导 北京香河县训导 江西兴国教谕 湖广随州学正《海国生还集》蔡景榕(1538年-1609年),字尚秀,自号日东来,是中国明代秀才。嘉靖四十一年(1561年),蔡景榕
  • 波尔·波尔波尔·波尔(英语:Bol Bol ,1999年11月16日-)。出生于苏丹喀土木,美国职业篮球运动员,现效力于NBA联盟丹佛金块,场上位置为中锋。他是前NBA球员马努特·波尔的儿子。波尔是家中长子。
  • 王场镇 (崇州市)王场镇,是中华人民共和国四川省成都市崇州市下辖的一个乡镇级行政单位。2019年12月,撤销王场镇、燎原乡,将原王场镇和原燎原乡所属行政区域划归白头镇管辖。王场镇下辖以下地区
  • 张晓楼张晓楼(1914年-1990年9月14日),直隶(今河北)正定人,中华人民共和国眼科医学专家,原北京同仁医院副院长,在沙眼衣原体领域作出了很大贡献。张晓楼逝世后其眼球角膜被捐献给两位盲眼患
  • 纳哈尔卡蒂耶纳哈尔卡蒂耶(Naharkatiya),是印度阿萨姆邦Dibrugarh县的一个城镇。总人口15528(2001年)。该地2001年总人口15528人,其中男性8278人,女性7250人;0—6岁人口1614人,其中男846人,女768人