تحليل غير قياسي

تاريخ حساب التفاضل والتكامل حافلٌ بالنقاشات الفلسفية حول معنى وصحة التدفقات أو الأعداد المتناهية الصغر . والطريقة المعتادة لحل هذه النقاشات هي تعريف عمليات حساب التفاضل والتكامل باستخدام النهايات بدلاً من الأعداد المتناهية الصغر. أما التحليل غير التقليدي [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] فيعيد صياغة حساب التفاضل والتكامل باستخدام مفهوم منطقي دقيق للأعداد المتناهية الصغر .
نشأ التحليل غير القياسي في أوائل الستينيات من القرن العشرين على يد عالم الرياضيات أبراهام روبنسون . [ 4 ] [ 5 ] وقد كتب:
...يبدو أن فكرة الكميات المتناهية الصغر أو المتناهية في الصغر تروق بشكل طبيعي لبديهتنا. على أي حال، كان استخدام المتناهيات في الصغر شائعًا خلال المراحل التكوينية لحساب التفاضل والتكامل. أما بالنسبة للاعتراض القائل بأن المسافة بين عددين حقيقيين مختلفين لا يمكن أن تكون متناهية الصغر، فقد جادل غوتفريد فيلهلم لايبنتز بأن نظرية المتناهيات في الصغر تستلزم إدخال أعداد مثالية قد تكون متناهية الصغر أو متناهية الكبر مقارنة بالأعداد الحقيقية، ولكنها تمتلك نفس خصائصها.
جادل روبنسون بأن قانون الاستمرارية هذا الذي وضعه لايبنتز هو مقدمة لمبدأ النقل . وتابع روبنسون قائلاً:
ومع ذلك، لم يتمكن هو ولا تلاميذه وخلفاؤه من تقديم تطور منطقي يؤدي إلى نظام من هذا القبيل. ونتيجة لذلك، فقدت نظرية المتناهيات في الصغر مصداقيتها تدريجياً، وحلت محلها في النهاية نظرية النهايات الكلاسيكية. [ 6 ]
ويتابع روبنسون:
... يمكن إثبات صحة أفكار لايبنتز بشكل كامل، وهي تقود إلى منهج جديد ومثمر في التحليل الكلاسيكي وفي العديد من فروع الرياضيات الأخرى. ويكمن مفتاح منهجنا في التحليل الدقيق للعلاقة بين اللغات الرياضية والبنى الرياضية، والتي تُشكّل أساس نظرية النماذج المعاصرة .
في عام 1973، أشاد عالم الحدس أرند هيتينغ بالتحليل غير القياسي ووصفه بأنه "نموذج قياسي للبحث الرياضي المهم". [ 7 ]
مقدمة
عنصر غير صفري في حقل مرتبتكون متناهية الصغر إذا وفقط إذا كانت قيمتها المطلقة أصغر من أي عنصر من عناصرأي على شكل، لعدد طبيعي قياسي . تُسمى الحقول المرتبة التي تحتوي على عناصر متناهية الصغر أيضًا بالحقول غير الأرخميدية . وبشكل أعم، يُقصد بالتحليل غير القياسي أي شكل من أشكال الرياضيات التي تعتمد على النماذج غير القياسية ومبدأ النقل . يُسمى الحقل الذي يُحقق مبدأ النقل للأعداد الحقيقية حقلًا حقيقيًا مغلقًا ، ويستخدم التحليل الحقيقي غير القياسي هذه الحقول كنماذج غير قياسية للأعداد الحقيقية.
استند منهج روبنسون الأصلي إلى هذه النماذج غير القياسية لحقل الأعداد الحقيقية. وقد نُشر كتابه التأسيسي الكلاسيكي في هذا الموضوع، بعنوان " التحليل غير القياسي" ، عام 1966، ولا يزال يُطبع حتى اليوم. [ 8 ] في الصفحة 88، يكتب روبنسون:
اكتشف ثورالف سكوليم (1934) وجود نماذج حسابية غير قياسية. وقد مهدت طريقة سكوليم الطريق لبناء القوة الفائقة [...]
يتطلب تطوير حساب التفاضل والتكامل للمتناهيات في الصغر معالجة عدة مسائل تقنية. فعلى سبيل المثال، لا يكفي إنشاء حقل مرتب باستخدام المتناهيات في الصغر. راجع مقال " العدد الفائق الحقيقي" لمناقشة بعض الأفكار ذات الصلة.
التعريفات الأساسية
في هذا القسم، نوضح أحد أبسط الطرق لتعريف حقل الواقعية الفائقة. يتركليكن حقل الأعداد الحقيقية، وليكنليكن نصف حلقة الأعداد الطبيعية. نرمز بـمجموعة متتابعات الأعداد الحقيقية. حقليُعرَّف بأنه حاصل قسمة مناسب لـعلى النحو التالي. خذ مرشحًا فائقًا غير رئيسي. بخاصة،يحتوي على مرشح فريشيه . لنفترض زوجًا من المتتاليات
نقول ذلكوتكون متكافئة إذا تطابقت على مجموعة من المؤشرات التي تُعد عضوًا في المرشح الفائق، أو في الصيغ:
ناتج قسمةوبالتالي فإن علاقة التكافؤ الناتجة هي حقل فائق الواقعية، وهو وضع يمكن تلخيصه بالصيغة.
تحفيز
هناك ثلاثة أسباب على الأقل تدعو إلى النظر في التحليل غير القياسي: تاريخية، وتربوية، وتقنية.
تاريخي
استُخدمت في صياغة معظم المراحل الأولى لتطوير حساب التفاضل والتكامل المتناهي الصغر، على يد نيوتن وليبنيز، تعابير مثل العدد المتناهي الصغر والكمية المتلاشية . وقد وُجهت انتقادات واسعة لهذه الصياغات من قِبل جورج بيركلي وآخرين. وكان أبراهام روبنسون أول من واجه تحدي تطوير نظرية تحليل متسقة ومرضية باستخدام المتناهيات الصغر. [ 6 ]
في عام ١٩٥٨، نشر كورت شميدن وديتليف لاوغويتز مقالًا بعنوان "Eine Erweiterung der Infinitesimalrechnung" [ ٩ ] ("توسيع لحساب التفاضل والتكامل المتناهي الصغر")، اقترحا فيه بناء حلقة تحتوي على أعداد متناهية الصغر. بُنيت هذه الحلقة من متتاليات من الأعداد الحقيقية. واعتُبرت متتاليتان متكافئتين إذا اختلفتا فقط في عدد محدود من العناصر. وعُرّفت العمليات الحسابية عنصرًا عنصرًا. مع ذلك، تحتوي الحلقة المبنية بهذه الطريقة على قواسم صفرية ، وبالتالي لا يمكن أن تكون حقلًا.
تربوي
يؤكد كلٌّ من إتش. جيروم كيسلر ، وديفيد تال ، وغيرهما من التربويين، أن استخدام المتناهيات في الصغر أكثر سهولةً وبديهيةً للطلاب من منهج "إبسيلون-دلتا" في المفاهيم التحليلية. [ 10 ] وقد يُسهّل هذا المنهج أحيانًا إثبات النتائج مقارنةً بصيغة إبسيلون-دلتا المقابلة. ويعود جزء كبير من هذا التبسيط إلى تطبيق قواعد سهلة للغاية في الحساب غير القياسي، كما يلي:
- متناهي الصغر × محدود = متناهي الصغر
- متناهي الصغر + متناهي الصغر = متناهي الصغر
بالإضافة إلى مبدأ النقل (الذي تمت مناقشته لاحقًا).
ومن التطبيقات التربوية الأخرى للتحليل غير القياسي معالجة إدوارد نيلسون لنظرية العمليات العشوائية . [ 11 ]
اِصطِلاحِيّ
أُجريت بعض الدراسات الحديثة في مجال التحليل باستخدام مفاهيم من التحليل غير التقليدي، لا سيما في دراسة العمليات الحدية للإحصاء والفيزياء الرياضية. ويناقش سيرجيو ألبيفيريو وآخرون [ 12 ] بعض هذه التطبيقات.
الأساليب
هناك منهجان رئيسيان مختلفان للتحليل غير القياسي: المنهج الدلالي أو النظري النموذجي، والمنهج التركيبي. وينطبق كلا المنهجين على مجالات أخرى من الرياضيات تتجاوز التحليل، بما في ذلك نظرية الأعداد والجبر والطوبولوجيا.
يُصنَّفُ صياغُ روبنسون الأصلي للتحليل غير القياسي ضمن فئة المنهج الدلالي . وكما طوّره في أبحاثه، فهو قائم على دراسة نماذج نظرية ما (وخاصةً النماذج المشبعة ) . ومنذ ظهور أعمال روبنسون، طُوِّرَ منهج دلالي أبسط (بفضل إلياس زاكون) باستخدام كائنات نظرية مجموعات بحتة تُسمى البنى الفوقية . في هذا المنهج، يُستبدَل نموذج النظرية بكائن يُسمى البنية الفوقية V ( S ) على مجموعة S. انطلاقًا من البنية الفوقية V ( S ) ، يُنشأ كائن آخر * V ( S ) باستخدام بناء القوة الفائقة مع دالة V ( S ) → * V ( S ) تُحقق مبدأ النقل . تربط الدالة * الخصائص الشكلية لـ V ( S ) و * V ( S ) . علاوة على ذلك، من الممكن النظر في شكل أبسط من التشبع يُسمى التشبع المعدود . هذا المنهج المبسط أكثر ملاءمةً أيضًا للاستخدام من قِبَل علماء الرياضيات غير المتخصصين في نظرية النماذج أو المنطق.
يتطلب المنهج التركيبي قدرًا أقل بكثير من المنطق ونظرية النماذج لفهمه واستخدامه. وقد طُوّر هذا المنهج في منتصف سبعينيات القرن العشرين على يد عالم الرياضيات إدوارد نيلسون . قدّم نيلسون صياغة بديهية بالكامل للتحليل غير القياسي أطلق عليها اسم نظرية المجموعات الداخلية (IST). [ 13 ] تُعدّ IST امتدادًا لنظرية مجموعات زيرميلو-فرانكل (ZF)، إذ تُقدّم، إلى جانب علاقة الانتماء الثنائية الأساسية ∈، معيارًا جديدًا للمسند الأحادي ، والذي يُمكن تطبيقه على عناصر الكون الرياضي، بالإضافة إلى بعض البديهيات للاستدلال باستخدام هذا المسند الجديد.
يتطلب التحليل النحوي غير القياسي عناية فائقة في تطبيق مبدأ تكوين المجموعات (المعروف رسميًا باسم بديهية الفهم )، وهو مبدأ يعتبره علماء الرياضيات عادةً أمرًا مفروغًا منه. وكما يشير نيلسون، فإن إحدى المغالطات في الاستدلال في نظرية المجموعات غير القياسية (IST) هي مغالطة تكوين المجموعات غير القانوني . فعلى سبيل المثال، لا توجد مجموعة في IST عناصرها هي الأعداد الصحيحة القياسية تحديدًا (ويُفهم هنا مصطلح "قياسي" بمعنى المسند الجديد). ولتجنب تكوين المجموعات غير القانوني، يجب استخدام مسندات نظرية ZFC فقط لتعريف المجموعات الجزئية. [ 13 ]
مثال آخر على النهج التركيبي هو نظرية المجموعة البديلة لفوبينكا ، [ 14 ] والتي تحاول إيجاد بديهيات نظرية المجموعة أكثر توافقًا مع التحليل غير القياسي من بديهيات ZF.
كتاب روبنسون
نُشر كتاب أبراهام روبنسون " التحليل غير القياسي" عام ١٩٦٦. وقد سبق أن تناول بعض المواضيع الواردة فيه مقالته التي تحمل نفس العنوان عام ١٩٦١ (روبنسون ١٩٦١). [ ١٥ ] إلى جانب احتوائه على أول معالجة شاملة للتحليل غير القياسي، يتضمن الكتاب قسمًا تاريخيًا مفصلًا يُشكك فيه روبنسون في بعض الآراء السائدة حول تاريخ الرياضيات، والتي كانت تستند إلى التصور السائد قبل ظهور التحليل غير القياسي للكميات المتناهية في الصغر باعتبارها كيانات غير متسقة. وبالتالي، يُشكك روبنسون في فكرة أن " نظرية المجموع " لأوغستين لويس كوشي في كتابه "دروس في التحليل" (Cours d'Analyse) بشأن تقارب سلسلة من الدوال المتصلة كانت خاطئة، ويقترح تفسيرًا قائمًا على الكميات المتناهية في الصغر لفرضيته، مما يُفضي إلى نظرية صحيحة.
مسألة الفضاء الجزئي الثابت
استخدم أبراهام روبنسون وألين بيرنشتاين التحليل غير القياسي لإثبات أن كل مؤثر خطي مضغوط متعدد الحدود على فضاء هيلبرت له فضاء جزئي ثابت . [ 16 ]
بفرض وجود مؤثر T على فضاء هيلبرت H ، نعتبر مدار النقطة v في H تحت تأثير تكرارات T. بتطبيق طريقة غرام-شميدت، نحصل على أساس متعامد ( e <sub>i </sub> ) لـ H. ولتكن ( H<sub> i</sub> ) متتالية متداخلة من الفضاءات الجزئية "الإحداثية" لـ H. المصفوفة a <sub>i,j </sub> التي تعبر عن T بالنسبة إلى ( e<sub> i </sub> ) هي مصفوفة مثلثية علوية شبه كاملة، بمعنى أن المعاملات a <sub> i +1, i</sub> هي المعاملات غير الصفرية الوحيدة في القطر الفرعي. يُبين بيرنشتاين وروبنسون أنه إذا كان T متراصًا متعدد الحدود، فإنه يوجد دليل فائق التناهي w بحيث يكون معامل المصفوفة a <sub>w +1, w </sub> متناهيًا في الصغر. بعد ذلك، نعتبر الفضاء الجزئي H <sub> w</sub> من * H . إذا كان للنقطة y في H <sub>w</sub> معيار محدود، فإن T ( y ) يكون قريبًا جدًا من H <sub>w</sub> .
والآن، لنفترض أن T w هو المؤثرلنفترض أن P(T) مؤثر على H( w) ، حيث P( w) هو الإسقاط المتعامد على H( w) . لنرمز بـ q إلى متعددة الحدود التي يكون عندها q ( T ) متراصًا. الفضاء الجزئي H( w) داخلي ذو بُعد فائق الانتهاء. بنقل التثليث العلوي لمؤثرات فضاء المتجهات العقدية ذي البُعد المنتهي، توجد قاعدة فضاء هيلبرت متعامدة داخلية ( e <sub>k</sub> ) لـ H( w )، حيث k تتراوح من 1 إلى w ، بحيث يكون كل فضاء جزئي E <sub> k</sub> ذي البُعد k المقابل ثابتًا تحت تأثير T. لنرمز بـ Π<sub> k </sub> إلى الإسقاط على الفضاء الجزئي E <sub> k</sub> . بالنسبة لمتجه غير صفري x ذي معيار منتهٍ في H ، يمكن افتراض أن q ( T )( x ) غير صفري، أو | q ( T )( x )| > 1 لتوضيح الفكرة. بما أن q ( T ) مؤثر متراص، فإن ( q ( T ( w ))( x ) قريب جدًا من q ( T )( x ) ، وبالتالي يكون | q ( T ( w )( x )| أيضًا ≠ 1. > 1. الآن، ليكن j أكبر دليل بحيثثم إن فضاء جميع العناصر القياسية القريبة بشكل لانهائي من E j هو الفضاء الفرعي الثابت المطلوب.
بعد قراءة نسخة أولية من بحث بيرنشتاين وروبنسون، أعاد بول هالموس تفسير برهانهما باستخدام التقنيات القياسية. [ 17 ] نُشر البحثان متتاليين في العدد نفسه من مجلة باسيفيك جورنال أوف ماثيماتيكس . وقد ظهرت بعض الأفكار المستخدمة في برهان هالموس لاحقًا في أعماله الخاصة حول المؤثرات شبه المثلثية.
تطبيقات أخرى
تم التوصل إلى نتائج أخرى في سياق إعادة تفسير أو إعادة إثبات نتائج معروفة سابقًا. ومن بين النتائج ذات الأهمية الخاصة برهان تيتورو كاما [ 18 ] لنظرية الإرجودية الفردية ، ومعالجة ل. فان دن دريس وأليكس ويلكي [ 19 ] لنظرية غروموف حول مجموعات النمو متعدد الحدود . كما استخدم لاري مانيفيتز وشموئيل واينبرغر التحليل غير القياسي لإثبات نتيجة في الطوبولوجيا الجبرية. [ 20 ]
تكمن المساهمات الحقيقية للتحليل غير القياسي في المفاهيم والنظريات التي تستخدم اللغة الموسعة الجديدة لنظرية المجموعات غير القياسية. ومن بين التطبيقات الجديدة في الرياضيات، نجد مناهج جديدة في الاحتمالات [ 11 ] ، والديناميكا المائية [ 21 ] ، ونظرية القياس [ 22 ] ، والتحليل غير الأملس والتوافقي [ 23 ]، وغيرها.
توجد أيضًا تطبيقات للتحليل غير القياسي في نظرية العمليات العشوائية، ولا سيما بناء الحركة البراونية كمسارات عشوائية . وقد قدم ألبيفيريو وآخرون [ 12 ] مقدمة لهذا المجال البحثي.
فيما يتعلق بالبديهيات، وجدت بديهية بوفا الشاملة الفائقة تطبيقًا كأساس للتحليل البديهي غير القياسي. [ 24 ]
تطبيقات في حساب التفاضل والتكامل
كتطبيق عملي في تعليم الرياضيات ، ألّف هـ. جيروم كيسلر كتاب "حساب التفاضل والتكامل الابتدائي: مدخل إلى العناصر المتناهية الصغر ". [ 10 ] يتناول الكتاب حساب التفاضل والتكامل غير القياسي، ويطوّر حساب التفاضل والتكامل باستخدام الأعداد الفائقة الحقيقية، التي تشمل العناصر المتناهية الصغر. تعتمد هذه التطبيقات للتحليل غير القياسي على وجود الجزء القياسي لعدد فائق حقيقي محدود r . الجزء القياسي من r ، ويرمز له بـ st( r ) ، هو عدد حقيقي قياسي قريب جدًا من r . من بين الوسائل البصرية التي يستخدمها كيسلر، استخدام مجهر تخيلي ذي تكبير لانهائي لتمييز النقاط المتقاربة جدًا.
نقد
على الرغم من أناقة وجاذبية بعض جوانب التحليل غير القياسي، فقد تم التعبير عن الانتقادات أيضًا، مثل تلك التي وجهها إيريت بيشوب وآلان كونيس وبول هالموس .
إطار منطقي
بالنظر إلى أي مجموعة S ، فإن البنية الفوقية فوق مجموعة S هي المجموعة V ( S ) المعرفة بالشروط
وبالتالي، تُستنتج البنية الفوقية على S بالبدء من S وتكرار عملية ضم مجموعة القوى لـ S ثم جمع المتتالية الناتجة. تتضمن البنية الفوقية على الأعداد الحقيقية ثروة من البنى الرياضية: على سبيل المثال، تحتوي على نسخ متماثلة لجميع الفضاءات المترية القابلة للفصل والفضاءات المتجهة الطوبولوجية القابلة للقياس . وكل ما يهم المحلل الرياضي تقريبًا يقع ضمن V ( R ) .
تتمثل الرؤية العملية للتحليل غير القياسي في مجموعة * R ودالة * : V ( R ) → V (* R ) تحقق بعض الخصائص الإضافية. ولصياغة هذه المبادئ، نذكر أولاً بعض التعريفات.
تكون الصيغة محدودة التحديد الكمي إذا وفقط إذا كانت المحددات الكمية الوحيدة التي تظهر في الصيغة لها نطاق مقيد على مجموعات، أي أنها جميعها على الشكل التالي:
على سبيل المثال، الصيغة
في حالة التحديد الكمي المحدود، يتراوح المتغير x المُحدد كميًا بشكل شامل على المجموعة A ، بينما يتراوح المتغير y المُحدد كميًا بشكل وجودي على مجموعة القوى للمجموعة B. من ناحية أخرى،
لا يوجد لها تحديد كمي محدود لأن تحديد كمية y غير مقيد.
مجموعة داخلية
تكون المجموعة x داخلية إذا وفقط إذا كانت x عنصرًا من * A لبعض العناصر A من V ( R ) . وتكون * A نفسها داخلية إذا كانت A تنتمي إلى V ( R ) .
نقوم الآن بصياغة الإطار المنطقي الأساسي للتحليل غير القياسي:
- مبدأ التمديد : التعيين * هو الهوية على R.
- مبدأ النقل : بالنسبة لأي صيغة P ( x 1 , ..., x n ) ذات التحديد الكمي المحدود والمتغيرات الحرة x 1 , ..., x n ، ولأي عناصر A 1 , ..., A n من V ( R ) ، فإن التكافؤ التالي صحيح:
- التشبع القابل للعد : إذا كانت { A k } k ∈ N متتالية متناقصة من المجموعات الداخلية غير الفارغة، حيث k تتراوح على الأعداد الطبيعية، فإن
يمكن إثبات وجود مثل هذه الخريطة * باستخدام الضرب الفائق. تُسمى عناصر V ( R ) بالأعداد القياسية . وتُسمى عناصر * R بالأعداد الفائقة الحقيقية .
النتائج الأولى
يرمز الرمز * N إلى الأعداد الطبيعية غير القياسية. وبحسب مبدأ التمديد، فإن هذه المجموعة هي مجموعة شاملة للمجموعة N. المجموعة * N - N غير فارغة. ولإثبات ذلك، نطبق مبدأ التشبع المعدود على متتالية المجموعات الداخلية.
المتتالية { A n } n ∈ N لها تقاطع غير فارغ، مما يثبت النتيجة.
نبدأ ببعض التعريفات: تكون الأعداد الفائقة الحقيقية r و s متقاربة إلى ما لا نهاية إذا وفقط إذا
يكون العدد الفائق الحقيقي r متناهي الصغر إذا وفقط إذا كان قريبًا جدًا من الصفر. على سبيل المثال، إذا كان n عددًا فائقًا صحيحًا ، أي عنصرًا من * N − N ، فإن 1/ n يكون متناهي الصغر. يكون العدد الفائق الحقيقي r محدودًا (أو منتهيًا ) إذا وفقط إذا كانت قيمته المطلقة أقل من عدد صحيح قياسي. تشكل الأعداد الفائقة الحقيقية المحدودة حلقة فرعية من * R تحتوي على الأعداد الحقيقية. في هذه الحلقة، تُعدّ الأعداد الفائقة الحقيقية المتناهية الصغر مثالية .
إن مجموعة الأعداد الفائقة المحدودة أو مجموعة الأعداد الفائقة المتناهية الصغر هي مجموعات فرعية خارجية من V (* R ) ؛ ما يعنيه هذا عمليًا هو أن التحديد الكمي المحدود، حيث يكون الحد مجموعة داخلية، لا يمتد أبدًا على هذه المجموعات.
مثال : المستوى ( س ، ص ) حيث تتراوح قيم س و ص على ℝ هو مستوى داخلي، وهو نموذج للهندسة الإقليدية المستوية. أما المستوى الذي تكون فيه قيم س و ص محدودة (مشابهًا لمستوى دين ) فهو مستوى خارجي، وفي هذا المستوى المحدود لا تتحقق مسلمة التوازي. على سبيل المثال، أي خط يمر بالنقطة (0، 1) على المحور ص وله ميل متناهي الصغر يكون موازيًا للمحور س .
نظرية. لكل عدد حقيقي فائق محدود r ، يوجد عدد حقيقي قياسي وحيد يُرمز له بـ st( r ) قريب جدًا من r . التطبيق st هو تشاكل حلقي من حلقة الأعداد الحقيقية الفائقة المحدودة إلى R.
عملية الربط خارجية أيضًا.
إحدى طرق فهم الجزء القياسي من عدد فائق الواقعية هي من خلال قطوع ديديكيند ؛ أي عدد فائق الواقعية محدود s يُعرّف قطوعًا بالنظر إلى زوج المجموعات ( L , U ) ، حيث L هي مجموعة الأعداد النسبية القياسية a الأقل من s، و U هي مجموعة الأعداد النسبية القياسية b الأكبر من s . ويمكن ملاحظة أن العدد الحقيقي المقابل لـ ( L , U ) يحقق شرط كونه الجزء القياسي من s .
يمكن وصف الاستمرارية بشكل بديهي على النحو التالي:
نظرية. تكون الدالة الحقيقية f على الفترة [ a , b ] متصلة إذا وفقط إذا كان لكل عدد حقيقي فائق x في الفترة *[ a , b ] ، لدينا: * f ( x ) ≅ * f (st( x )) .
بصورة مماثلة،
نظرية. تكون الدالة الحقيقية f قابلة للتفاضل عند القيمة الحقيقية x إذا وفقط إذا كانت القيمة لكل عدد حقيقي فائق متناهي الصغر h
موجودة ومستقلة عن h . في هذه الحالة ، f ′( x ) عدد حقيقي وهي مشتقة f عند x .
تشبع كابا
من الممكن "تحسين" التشبع بالسماح بتقاطع مجموعات ذات عدد عناصر أكبر. يكون النموذج مشبعًا من النوع κ إذا كان كلماهي مجموعة من المجموعات الداخلية ذات خاصية التقاطع المحدود و،
يُعد هذا مفيدًا، على سبيل المثال، في فضاء طوبولوجي X ، حيث قد نرغب في تشبع |2 X | لضمان أن يكون تقاطع قاعدة الجوار القياسية غير فارغ. [ 25 ]
لأي عدد أصلي κ ، يمكن إنشاء امتداد مشبع بـ κ . [ 26 ]
انظر أيضاً
- حساب التفاضل والتكامل بسهولة
- التحليل البنّاء غير القياسي
- التفاضل (الرياضيات)
- حساب التفاضل والتكامل الابتدائي: مدخل إلى الكميات المتناهية الصغر
- مجموعة فائقة التحديد
- عدد صحيح فائق
- عدد فائق الواقعية
- تأثير التحليل غير القياسي
- متناهي الصغر
- نظرية المجموعات الداخلية
- نموذج غير قياسي
- التحليل غير الكلاسيكي
- حساب التفاضل والتكامل غير القياسي
- الفائض
- تحليل متناهي الصغر سلس
- رقم سريالي
- مبدأ التحويل
مراجع
- ↑ التحليل غير القياسي في الممارسة. حرره فرانسين دينر ومارك دينر . سبرينغر، 1995.
- ↑ كانوفي، ف. فلاديمير غريغوريفيتش ؛ ريكن، مايكل (2004). التحليل غير القياسي، بشكل بديهي . سبرينغر.
- ↑ التحليل غير القياسي للرياضي العامل. حرره بيتر أ. لوب ، مانفريد ب. هـ. وولف . سبرينغر، 2000.
- ↑ التحليل غير القياسي. بقلم أبراهام روبنسون . مطبعة جامعة برينستون، 1974.
- ↑ أبراهام روبنسون والتحليل غير القياسي. مؤرشف في 15 أبريل 2014 على موقع Wayback Machine : تاريخ وفلسفة وأسس الرياضيات. بقلم جوزيف دبليو. دوبن . www.mcps.umn.edu.
- 1 2 روبنسون، أ .: التحليل غير القياسي. شركة نورث هولاند للنشر، أمستردام 1966.
- ↑ هيجتينج، أ. (1973) "خطاب إلى البروفيسور أ. روبنسون. بمناسبة محاضرة بروير التذكارية التي ألقاها البروفيسور أ. روبنسون في 26 أبريل 1973." نيو آرك. ويسك. (3) 21، ص 134-137.
- ↑ روبنسون، أبراهام (1996). التحليل غير القياسي ( طبعة منقحة). مطبعة جامعة برينستون. ISBN 0-691-04490-2.
- ^ كيرت شميدن وديتليف لوجويتز: Eine Erweiterung der Infinitesimalrechnung ، Mathematische Zeitschrift 69 (1958)، 1-39
- 1 2 هـ. جيروم كيسلر، حساب التفاضل والتكامل الابتدائي: مدخل إلى الكميات المتناهية الصغر . الطبعة الأولى 1976؛ الطبعة الثانية 1986: النص الكامل للطبعة الثانية
- 1 2 إدوارد نيلسون: نظرية الاحتمالات الأولية الجذرية ، مطبعة جامعة برينستون، 1987، النص الكامل
- 1 2 سيرجيو ألبيفيريو، جانز إريك فينستاد، رافائيل هوغ-كروهن، توم ليندستروم: طرق غير قياسية في التحليل العشوائي والفيزياء الرياضية ، دار النشر الأكاديمية 1986.
- 1 2 إدوارد نيلسون : نظرية المجموعات الداخلية: منهج جديد للتحليل غير القياسي ، نشرة الجمعية الرياضية الأمريكية، المجلد 83، العدد 6، نوفمبر 1977. يتوفر فصل عن نظرية المجموعات الداخلية على الرابط التالي: http://www.math.princeton.edu/~nelson/books/1.pdf
- ↑ فوبينكا، ب. الرياضيات في نظرية المجموعات البديلة. توبنر، لايبزيغ، 1979.
- ^ روبنسون ، أبراهام: “التحليل غير القياسي”، كون. نيديرل. أكاد. ويتنش. أمستردام بروك. صباحا (=Indag. Math. 23)، 1961، 432-440.
- ↑ ألين بيرنشتاين وأبراهام روبنسون، حل مسألة الفضاء الجزئي الثابت لـ ك. ت. سميث وب. ر. هالموس ، مجلة المحيط الهادئ للرياضيات 16:3 (1966) 421-431
- ↑ P. Halmos, Invariant subspaces for Polynomially Compact Operators , Pacific Journal of Mathematics, 16:3 (1966) 433-437.
- ↑ T. Kamae: برهان بسيط لنظرية الإرجودية باستخدام التحليل غير القياسي ، مجلة إسرائيل للرياضيات المجلد 42، العدد 4، 1982.
- ↑ L. van den Dries and AJ Wilkie: Gromov's Theorem on Groups of Polynomial growth and Elementary Logic , Journal of Algebra, Vol 89, 1984.
- ↑ مانيفيتز، لاري م.؛ واينبرغر، شموئيل: عمليات الدائرة المنفصلة: ملاحظة باستخدام التحليل غير القياسي . مجلة إسرائيل للرياضيات 94 (1996)، 147-155.
- ↑ كابينسكي م.، كاتلاند ن. ج. طرق غير قياسية لميكانيكا الموائع العشوائية . سنغافورة وغيرها، دار النشر العالمية العلمية (1995)
- ↑ كاتلاند ن. لوب: التدابير في الممارسة العملية: التطورات الحديثة. برلين وغيرها: سبرينغر (2001)
- ^ جوردون، EI. كوسراييف، AG. Kutateladze، SS (2002)، تحليل متناهية الصغر ، سبرينغر دوردريخت
- ^ كانوفي وريكن (2004) ، ص. 303.
- ↑ سالباني، س.؛ تودوروف، ت. التحليل غير القياسي في طوبولوجيا مجموعة النقاط. مؤرشف في 22 يناير 2021 في Wayback Machine . معهد إرفينغ شرودنغر للفيزياء الرياضية.
- ↑ تشانغ، سي سي؛ كيسلر، إتش جيه. نظرية النماذج. الطبعة الثالثة. دراسات في المنطق وأسس الرياضيات، 73. دار نشر نورث هولاند، أمستردام، 1990. 650 صفحة + 16 صفحة تمهيدية. ISBN 0-444-88054-2
فهرس
- كرويل، بنجامين (10 نوفمبر 2015). حساب التفاضل والتكامل (ملف PDF) . فولرتون، كاليفورنيا: الضوء والمادة.نص يستخدم الكميات المتناهية الصغر.
- غولدبلات، روبرت (1998). محاضرات في الأعداد الفائقة الحقيقية: مدخل إلى التحليل غير القياسي . نصوص الدراسات العليا في الرياضيات. المجلد 188. نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ. doi : 10.1007/978-1-4612-0615-6 . ISBN 978-0-387-98464-3.مقدمة في التحليل غير القياسي. MR 1643950
- جوردي غوتيريز هيرموسو. "التحليل غير القياسي والأعداد الفائقة الحقيقية" . منتدى الرياضيات، اسأل دكتور الرياضيات . مؤرشف من الأصل في 1 فبراير 2011. تم الاطلاع عليه في 18 أبريل 2026 .مقدمة لطيفة.
- هيرد، ألبرت إي.؛ لوب، بيتر أ. (1985). مقدمة في التحليل الحقيقي غير القياسي . لندن: أكاديميك برس. ISBN 0-12-362440-1.
- كيسلر، إتش. جيروم (مارس 1984). مدخل متناهي الصغر للتحليل العشوائي (ملف PDF) . مذكرات الجمعية الرياضية الأمريكية. المجلد 48. بروفيدنس، رود آيلاند: الجمعية الرياضية الأمريكية.
- نارانونغ، سايتولا. "التحليل غير القياسي من منظور نظرية النماذج" . جامعة تكساس إيه آند إم . مؤرشف من الأصل في 7 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه في 18 أبريل 2026 .مقدمة مبسطة على غرار روبنسون.
- روبرت، آلان م. (1988). التحليل غير القياسي . نيويورك: جون وايلي وأولاده. ISBN 0-471-91703-6.
- سكوليم، ث. (1934). "Über die Nicht-charakterisierbarkeit der Zahlenreihe mittels endlich oder abzählbar unendlich vieler Aussagen mit ausschliesslich Zahlenvariablen" . Fundamenta Mathematicae (باللغة الألمانية). 23 (1): 150- 161.
- سترويان، كيث د. "مقدمة موجزة في حساب التفاضل والتكامل المتناهي الصغر" . جامعة أيوا . مؤرشف من الأصل في 11 سبتمبر 2005. تم الاطلاع عليه في 18 أبريل 2026 .
- تاو، تيرينس (2011). إبسيلون من المساحة، الجزء الثاني: صفحات من السنة الثالثة لمدونة رياضية . بروفيدنس، رود آيلاند: الجمعية الرياضية الأمريكية. الصفحات 209-229 . ISBN 978-0-8218-5280-4.
للمزيد من القراءة
- إي إي روزينجر، [math/0407178]. مقدمة موجزة في التحليل غير القياسي . arxiv.org.
روابط خارجية
اقتباسات متعلقة بالتحليل غير القياسي على موقع ويكي الاقتباسات- أشباح الكميات الراحلة، بقلم ليندسي كيغان. مؤرشف في 25 أبريل 2018 على موقع Wayback Machine.
- تحليل غير قياسي
- ملعب مغلق حقيقي
- اللانهاية
