线性代数Linear Algebra
定位研究向量空间、线性映射与矩阵的代数结构与变换性质。
常见于高等代数、线性代数、矩阵论、多线性代数
典型内容向量空间、子空间、线性映射、矩阵、行列式、线性方程组、特征值与特征向量、Jordan 标准形、双线性型、二次型、张量积、外代数
归类边界若以有限维向量空间和矩阵的代数性质为核心,归本类;若以矩阵分解、误差分析与数值计算为核心,归数值线性代数;若以无限维空间及其上的算子为核心,归泛函分析与算子理论;若以李代数的线性表示为核心,归表示论与李理论。
分类说明 · Categories
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研究代数结构、数的算术性质,以及由代数方法建立的几何与表示理论。
定位研究向量空间、线性映射与矩阵的代数结构与变换性质。
常见于高等代数、线性代数、矩阵论、多线性代数
典型内容向量空间、子空间、线性映射、矩阵、行列式、线性方程组、特征值与特征向量、Jordan 标准形、双线性型、二次型、张量积、外代数
归类边界若以有限维向量空间和矩阵的代数性质为核心,归本类;若以矩阵分解、误差分析与数值计算为核心,归数值线性代数;若以无限维空间及其上的算子为核心,归泛函分析与算子理论;若以李代数的线性表示为核心,归表示论与李理论。
定位研究群、环、域、模等代数系统及其同态、同构与扩张结构。
常见于近世代数、抽象代数、群论、环与域、Galois 理论
典型内容群、环、域、模、理想、商结构、群作用、Sylow 定理、有限群、可解群、整环、唯一分解整环、域扩张、Galois 群、有限域
归类边界若以群、环、域、模的基础代数结构为核心,归本类;若以素理想谱、局部化、维数理论为核心,归交换代数与代数几何;若以群和代数的线性表示为核心,归表示论与李理论;若以群的 Cayley 图与几何粗性质为核心,归几何群论。
定位研究交换环、代数簇与概形及其几何与上同调性质。
常见于交换代数、代数几何、概形论
典型内容交换环与模、素理想谱、局部化、Noether 环、维数理论、代数簇、概形、态射、除子、线丛、层、概形上同调、相交理论、模空间、双有理几何
归类边界若以代数簇、概形及交换环论为核心,归本类;若以复流形、Kähler 度量与 Hermitian 几何为核心,归复几何;若以代数簇在数域或有限域上的算术与点计数为核心,归代数数论与算术几何;若以同调代数通用框架与高阶范畴为核心,归同调代数与范畴论。
定位研究范畴、函子、导出结构及抽象代数对象的同调不变量。
常见于同调代数、范畴论、导出范畴、高阶范畴论
典型内容范畴、函子、自然变换、伴随、极限与余极限、Abel 范畴、链复形、导出函子、Ext、Tor、谱序列、导出范畴、三角范畴、模型范畴、∞-范畴、operad、E_n-代数
归类边界若以一般谱序列、导出范畴、∞-范畴及同调代数抽象框架为核心,归本类;若以 Serre 谱序列等专门由拓扑空间纤维化产生的对象为核心,归代数拓扑;若以层上同调与导出代数几何为核心,归交换代数与代数几何。
定位研究群、李代数及代数系统在向量空间上的线性实现与对称性结构。
常见于群表示论、李群与李代数、代数群、量子群
典型内容群表示、特征标、不可约表示、诱导表示、群代数、李群、李代数、根系、权、最高权表示、半单李代数、代数群、量子群、自守表示
归类边界若以群与代数的线性表示及根系、权等代数结构为核心,归本类;若以李群作为光滑流形的微分几何性质为核心,归微分流形与黎曼几何;若以自守形式的解析估计与 L-函数为核心,归初等数论与解析数论;若以几何 Langlands 的代数模空间为核心,归交换代数与代数几何。
定位利用初等算术方法与分析工具研究整数性质、素数分布与自守形式。
常见于初等数论、解析数论、模形式
典型内容整除性、同余、算术函数、连分数、素数定理、Dirichlet 级数、Riemann ζ 函数、Dirichlet L-函数、零点分布、筛法、圆法、指数和、模形式的解析理论
归类边界若以初等整除性、素数分布与模形式、L-函数的解析估计为核心,归本类;若以数域扩张、代数整数、局部域、Galois 表示及算术概形为核心,归代数数论与算术几何;若以一般全纯函数与解析延拓为核心,归复分析。
定位利用代数与代数几何工具研究数域、局部域及其上的代数方程与几何对象。
常见于代数数论、局部域与类域论、算术几何、椭圆曲线
典型内容数域、代数整数、理想分解、分歧、赋值、局部域、类域论、Galois 表示、p-adic 分析、椭圆曲线、Abel 簇、有限域上的代数簇、算术概形、有理点、高度、étale 上同调、BSD 猜想
归类边界若以数域、局部域、代数整数及代数簇的算术性质与有理点为核心,归本类;若以模形式与 L-函数的纯解析估计为核心,归初等数论与解析数论;若以一般复代数几何为核心,归交换代数与代数几何。
研究空间的连续性质、流形结构、度量与曲率,以及群和空间之间的几何关系。
定位研究欧氏空间、仿射空间与射影空间中的几何作图、图形性质与不变量。
常见于解析几何、射影几何、经典微分几何
典型内容欧氏几何、立体几何、解析几何、经典射影几何、仿射几何、圆锥曲线、二次曲面、欧氏与射影变换、交比、极点与极线、几何构型、几何不等式、尺规作图
归类边界若以经典欧氏、仿射、射影空间中的图形、构型与变换为核心,归本类;若以流形上的度量、曲率与联络为核心,归微分流形与黎曼几何;若以代数簇与概形为核心,归交换代数与代数几何;若以凸体、格点与多面体的现代离散理论为核心,归离散几何。
定位研究拓扑空间、连续性、紧致性与连通性等基本拓扑性质。
常见于点集拓扑、一般拓扑学
典型内容拓扑空间、开集与闭集、基与子基、连续映射、子空间、积空间、商空间、分离公理、紧致性、连通性、度量化定理、网、滤子、紧化
归类边界若以拓扑空间的一般点集结构与分离、紧致性质为核心,归本类;若涉及基本群、同调、同伦等代数不变量,归代数拓扑;若高度依赖大基数与公理独立性,归集合论。
定位利用代数不变量(同伦群、同调与上同调)研究拓扑空间与连续映射的性质。
常见于代数拓扑、同伦论、同调论
典型内容基本群、覆盖空间、同伦、同伦群、奇异同调、胞腔同调、上同调、杯积、纤维丛、示性类、Serre 谱序列、稳定同伦论、广义上同调、拓扑 K-理论、谱(spectrum)、CW 复形
归类边界若以拓扑空间、同伦型、纤维化及 Serre 谱序列等空间几何对象为核心,归本类;若以抽象范畴论与一般同调代数框架为核心,归同调代数与范畴论;若以低维流形与纽结特有理论为核心,归几何拓扑与低维拓扑;若以代数 K-理论为核心,归代数与数论相应方向。
定位研究光滑流形上的微分结构、张量场、黎曼度量与曲率几何。
常见于微分流形、黎曼几何、微分几何
典型内容光滑流形、切空间、余切空间、张量场、微分形式、向量场、Lie 导数、联络、测地线、黎曼度量、曲率张量、完备性、Jacobi 场、比较定理、Bochner 技术
归类边界若以度量、曲率、联络与测地线等几何性质为核心,归本类;若仅依赖光滑拓扑结构(如横截性、Morse 理论、配边)而不依赖度量,归微分拓扑;若以辛形式为核心,归辛几何与接触几何;若以复流形与 Kähler 度量为核心,归复几何。
定位研究光滑流形的光滑拓扑性质、嵌入、横截性与分类结构。
常见于微分拓扑、Morse 理论
典型内容浸入与嵌入、横截性、映射度、Morse 函数、手柄分解、配边理论、光滑流形分类、微分结构、h-配边定理、向量丛拓扑
归类边界若以光滑流形的不变量与光滑拓扑结构为核心,归本类;若依赖黎曼度量、曲率与测地线分析,归微分流形与黎曼几何;若以三维流形、四维流形及纽结理论为核心,归几何拓扑与低维拓扑。
定位研究三维流形、四维流形、曲面及纽结的几何与拓扑结构。
常见于低维拓扑、几何拓扑、纽结理论
典型内容纽结与链环、纽结多项式、曲面拓扑、三维流形、四维流形、Heegaard 分解、Dehn 手术、双曲三维流形、结 Floer 同调、Seiberg–Witten 不变量、Donaldson 不变量
归类边界若以二维、三维、四维流形及纽结的专门几何拓扑为核心,归本类;若以一般维数代数拓扑为核心,归代数拓扑;若以一般高维双曲流形与黎曼几何为核心,归微分流形与黎曼几何。
定位研究辛流形、接触流形及其上的几何结构与动力学不变量。
常见于辛几何、接触几何、Floer 同调
典型内容辛流形、辛形式、Hamilton 向量场、动量映射、辛约化、Lagrange 子流形、伪全纯曲线、Gromov 紧致性、Floer 同调、接触流形、Reeb 向量场
归类边界若以辛流形、辛形式与 Hamilton 向量场作为几何结构为核心,归本类;若以力学体系、正则方程与物理相空间模型为核心,归经典力学与可积系统;若以 Hamilton 动力系统的分岔与遍历性质为核心,归常微分方程与动力系统。
定位研究复流形、复解析空间及 Kähler 流形上的度量与复微分几何。
常见于复流形、复几何、Kähler 几何
典型内容复流形、几乎复结构、Hermitian 度量、Kähler 流形、Dolbeault 上同调、Hodge 理论、复向量丛、Chern 类、解析簇、Calabi–Yau 流形
归类边界若以复流形、Kähler 度量与复微分几何为核心,归本类;若以平直复空间上的单复变与多复变函数论为核心,归复分析;若以代数簇、概形及代数模空间为核心,归交换代数与代数几何。
定位通过群在度量空间上的作用及 Cayley 图研究无限离散群的几何与拓扑性质。
常见于几何群论、双曲群
典型内容有限生成群、词度量、Cayley 图、拟等距、双曲群、CAT(0) 空间与群、群边界、增长级数、等周函数、Bass–Serre 理论、映射类群、Out(F_n)
归类边界若以群的度量性质、几何作用与渐近性质为核心,归本类;若以群的纯代数结构为核心,归抽象代数;若以群的线性表示为核心,归表示论与李理论。
研究极限、连续性、函数、测度、积分、算子及连续系统的变化规律。
定位研究连续函数的微分、Riemann 积分、级数展开与经典分析不等式。
常见于数学分析、微积分、高等微积分
典型内容极限、连续性、一元微分、Riemann 积分、无穷级数、函数项级数、多元微分、重积分、曲线与曲面积分、隐函数定理、反函数定理、经典不等式
归类边界若以实数域上的经典微积分与连续函数极限为核心,归本类;若以 Lebesgue 测度、一般测度积分与 Lp 空间为核心,归实分析与测度论;若以流形上的微分形式与外微分为核心,归微分流形与黎曼几何;若以成体系的特殊函数理论为核心,归特殊函数与积分方程。
定位研究测度空间、Lebesgue 积分、函数空间及几何测度论。
常见于实变函数、实分析、测度论
典型内容测度空间、可测函数、Lebesgue 测度、Lebesgue 积分、收敛定理、Radon 测度、Lp 空间、有界变差函数、绝对连续、极小曲面几何测度论、Hausdorff 测度与维数
归类边界若以 Hausdorff 测度、Hausdorff 维数及几何测度论框架为核心,归本类;若以 Julia 集、迭代动力系统中的分形结构为核心,归常微分方程与动力系统;若以 Sobolev 空间基础理论为核心,归本类;若以 Sobolev 空间在偏微分方程中的求解应用为核心,归偏微分方程;若以概率测度与随机变量为核心,归概率论基础。
定位研究复平面与多复变数空间中全纯函数、亚纯函数及其映射性质。
常见于复变函数、单复变函数论、多复变函数论
典型内容全纯函数、Cauchy 积分定理、留数定理、亚纯函数、解析延拓、共形映射、Riemann 映射定理、整函数、值分布理论、多复变函数、拟凸性、多重次调和函数、Hartogs 现象
归类边界若以平直复空间中的全纯函数论与复分析方法为核心,归本类;若以复流形、Hermitian 与 Kähler 度量为核心,归复几何;若以 Riemann ζ 函数与 Dirichlet L-函数的数论性质为核心,归初等数论与解析数论。
定位研究无限维线性空间、拓扑向量空间及其上的有界与无界算子理论。
常见于泛函分析、算子理论、算子代数
典型内容赋范空间、Banach 空间、Hilbert 空间、拓扑向量空间、有界线性算子、对偶空间、弱拓扑、Hahn–Banach 定理、开映射定理、闭图像定理、谱理论、紧算子、自伴算子、C* 代数、von Neumann 代数
归类边界若以有限维向量空间和矩阵代数性质为核心,归线性代数;若以无限维线性空间、算子谱理论与算子代数为核心,归本类;若以量子物理系统中的算子谱与散射为核心,归量子力学与算子方法。
定位研究函数的频率分解、Fourier 变换、奇异积分算子及函数空间估计。
常见于Fourier 分析、调和分析、小波分析
典型内容Fourier 级数、Fourier 变换、卷积、极大函数、Calderón–Zygmund 奇异积分、Littlewood–Paley 理论、BMO 空间、Hardy 空间、小波变换、群上的调和分析
归类边界若以函数空间的频率分解、奇异积分与振荡积分估计为核心,归本类;若以局部紧群上的调和分析为核心,归本类;若以群表示的纯代数分类为核心,归表示论与李理论;若以自守形式的解析谱理论为核心,归初等数论与解析数论。
定位研究常微分方程的解、定性性质、轨道几何以及动力系统的长期演化行为。
常见于常微分方程、动力系统、微分方程定性理论、遍历理论
典型内容存在唯一性定理、线性微分方程组、相平面、稳定性理论、Lyapunov 函数、极限环、Poincaré–Bendixson 定理、分岔理论、混沌、Julia 集与迭代系统分形、动力系统遍历理论、吸引子
归类边界若以 Julia 集与迭代系统产生的动力学分形为核心,归本类;若以 Hausdorff 测度与几何测度理论为核心,归实分析与测度论;若以 Hamilton 系统的力学模型为核心,归经典力学与可积系统;若以辛几何结构为核心,归辛几何与接触几何;若以偏微分方程生成的无限维动力系统为核心,归本类;若以偏微分方程解的存在性与正则性为核心,归偏微分方程。
定位研究多元偏微分方程解的存在性、唯一性、正则性及定性行为。
常见于偏微分方程、非线性偏微分方程
典型内容椭圆型方程、抛物型方程、双曲型方程、经典解、弱解、分布解、基本解、初边值问题、适定性、正则性理论、最大值原理、能量方法、Sobolev 空间嵌入应用、Navier–Stokes 方程解的理论、守恒律
归类边界若以 Navier–Stokes 等方程的解的存在性、唯一性、正则性与弱解理论为核心,归本类;若以连续介质流体力学模型、涡量与物理现象为核心,归连续介质与流体数学;若以微分方程离散差分与有限元数值求解为核心,归微分方程数值方法。
定位研究泛函极值、Euler–Lagrange 方程、凸分析及无穷维优化理论。
常见于变分法、凸分析、最优化理论
典型内容Euler–Lagrange 方程、变分直接法、弱下半连续性、极小曲面方程、凸函数、凸集、Fenchel 对偶、Lagrange 对偶、KKT 最优性条件、无穷维优化、最优控制理论
归类边界若以变分结构、存在性、凸分析、对偶与最优性条件为核心,归本类;若以离散规划、运筹调度与管理决策模型为核心,归运筹、数学规划与决策;若以梯度法、内点法、收敛速度等数值迭代算法为核心,归计算优化。
定位研究数学物理中出现的特殊函数族、积分变换与线性积分方程。
常见于特殊函数、数学物理方法、积分方程
典型内容Gamma 函数、Beta 函数、Bessel 函数、Legendre 函数、超几何函数、正交多项式、Laplace 变换、Mellin 变换、Fredholm 积分方程、Volterra 积分方程、奇异积分方程
归类边界若以具体特殊函数族、积分变换与积分方程求解为核心,归本类;若以泛函空间中抽象 Fredholm 算子谱理论为核心,归泛函分析与算子理论;若以 Riemann ζ 函数与数论 L-函数为核心,归初等数论与解析数论。
研究有限或离散结构的计数、构造、极值、随机性质及其算法问题。
定位研究离散对象的计数公式、生成函数、代数组合结构及偏序集理论。
常见于组合数学、枚举组合学、代数组合学
典型内容排列组合、容斥原理、生成函数、递推关系、整数分拆、Young 表、对称多项式、Schur 函数、偏序集(poset)、格(lattice 作为序理论对象)、Möbius 反演、拟阵、关联方案
归类边界若以偏序集、序结构、格作为序理论对象及 Möbius 反演为核心,归本类;若以格点、晶格、凸多胞形等几何对象为核心,归离散几何;若以对称群的线性表示为核心,归表示论与李理论。
定位研究图的顶点与边的结构、连通性、着色、谱性质与拓扑嵌入。
常见于图论、代数图论、网络图论
典型内容图与树、连通度、匹配理论、Hamilton 圈、Euler 路径、平面图、图着色、四色定理、图谱、邻接矩阵、图同态、网络流、Turan 定理
归类边界若以图的离散结构、组合性质与图不变量为核心,归本类;若以图算法的时间复杂度与复杂性分类为核心,归离散算法与计算复杂性;若以 Cayley 图与群的粗几何性质为核心,归几何群论。
定位利用概率方法与极值分析研究离散结构的边界规模、Ramsey 现象与加法组合。
常见于极值组合学、概率方法、加法组合学
典型内容极值图论、超图极值问题、Ramsey 理论、Ramsey 数、概率方法、一阶二阶矩方法、Lovász 局部引理、Szemerédi 正则引理、和集、Freiman 定理、加法能量
归类边界若以离散结构的极值边界、随机构造与加法组合为核心,归本类;若以一般概率论与连续测度集中不等式为核心,归概率论基础;若以解析数论中的素数加性问题为核心,归初等数论与解析数论。
定位研究具有高度对称性的离散子集构型、纠错编码与有限代数几何结构。
常见于组合设计、编码理论、有限几何
典型内容区组设计、BIBD、Latin 方、Steiner 系统、Hadamard 矩阵、纠错码、线性码、BCH 码、Reed–Solomon 码、有限射影平面、有限仿射平面
归类边界若以纠错码代数组合构造、设计理论与有限几何为核心,归本类;若以信息熵、信道容量与率失真理论为核心,归信息论;若以连续信号采样与压缩感知为核心,归数学信号处理与稀疏恢复;若以抽象有限域代数理论为核心,归抽象代数。
定位研究离散点集、凸多胞形、空间铺砌与晶格几何结构。
常见于离散几何、凸几何、多胞形理论
典型内容凸集、凸包、凸多胞形、多面体骨架、Euler 示性数、格点几何、Minkowski 凸体定理、空间铺砌、装箱与覆盖、Helly 定理、Carathéodory 定理、Voronoi 胞腔
归类边界若以格点、晶格、凸体与多胞形等几何对象为核心,归本类;若以偏序集、序理论中的格(lattice)与代数组合为核心,归枚举组合与代数组合;若以连续空间的微分几何为核心,归微分流形与黎曼几何;若以几何算法及其复杂度为核心,归计算几何与计算拓扑。
定位研究离散问题的算法设计、数学分析、下界证明与计算复杂性分类。
常见于算法设计与分析、计算复杂性理论、组合优化算法
典型内容图算法分析、动态规划理论、贪心算法、近似算法、在线算法、P 与 NP 问题、NP 完全性、规约、空间复杂性、线路复杂性、随机算法复杂性
归类边界若以离散算法的数学分析与复杂性理论为核心,归本类;纯工程实现与软件开发不收;若以连续变量的数值迭代算法为核心,归计算数学相应方向。
研究数学语言、形式证明、可定义性、可计算性、集合宇宙及数学基础。
定位研究集合宇宙公理系统、无穷基数与序数、力迫法及描述集合论。
常见于公理集合论、描述集合论
典型内容ZFC 公理系统、序数、基数、选择公理、基数算术、连续统假设、大基数、力迫法、内模型理论、Borel 层次、解析集、射影集
归类边界若以公理集合论、无限基数与集合论拓扑为核心,归本类;若以一般点集拓扑性质为核心,归点集拓扑;若以类型系统与构造性数学基础为核心,归类型论与数学基础。
定位研究一阶形式语言、数学结构与语法语义关系的理论。
常见于模型论、稳定性理论
典型内容形式语言、结构、理论、初等等价、紧致性定理、Löwenheim–Skolem 定理、量词消去、型(type)、稳定性理论、范畴性、超积、o-minimal 结构
归类边界若以模型论语法—语义结构与模型分类为核心,归本类;若以具体代数系统中的代数性质为核心,归代数相应方向;若以证明系统与演绎定理为核心,归证明论与形式系统。
定位研究形式证明的句法结构、演绎系统、一致性与不完全性定理。
常见于数理逻辑、证明论
典型内容命题逻辑、一阶逻辑、相继式演算、自然演绎、Hilbert 演绎系统、可靠性定理、完全性定理、Gödel 不完全性定理、Gentzen 割消定理、序数分析、直觉主义逻辑
归类边界若以证明句法系统、一致性强度与不完全性为核心,归本类;若以语义模型理论为核心,归模型论;若以可计算性与递归函数为核心,归递归论与可计算性;若以类型论与形式化验证为核心,归类型论与数学基础。
定位研究形式可计算函数、图灵度、算术层级与算法不可判定性。
常见于可计算性理论、递归论
典型内容图灵机、递归函数、可枚举集、停机问题、不可判定性、Turing 度、多项式规约、算术层级、超算术层级、相对可计算性
归类边界若以逻辑可计算性定义与不可判定性为核心,归本类;若以多项式时间与具体算法复杂度类为核心,归离散算法与计算复杂性。
定位研究类型系统、λ 演算、Curry–Howard 对应及构造性数学基础理论。
常见于类型论、范畴逻辑、形式化数学
典型内容λ 演算、简单类型论、依赖类型论、Martin-Löf 类型论、Curry–Howard 对应、同伦类型论基础、构造性数学、形式化证明系统基础
归类边界若以类型系统与形式化数学逻辑基础为核心,归本类;若以抽象范畴论与高阶范畴代数为核心,归同调代数与范畴论;若以同伦类型论中的纯几何拓扑同伦对象为核心,归代数拓扑。
研究随机现象的数学结构、随机过程、由数据进行推断的方法,以及信息与不确定性的定量理论。
定位研究概率空间、随机变量、概率测度收敛性与极限定理。
常见于概率论、测度概率论、高等概率论
典型内容概率空间、随机变量、分布函数、特征函数、条件期望、独立性、大数定律、中心极限定理、大偏差原理、集中不等式
归类边界若以概率测度与随机变量极限理论为核心,归本类;若以一般测度论与分析积分理论为核心,归实分析与测度论;若以含时间参数演化的随机变量族为核心,归随机过程与随机分析。
定位研究含时随机过程、鞅论、随机微积分及随机微分方程。
常见于随机过程、随机分析、随机微分方程
典型内容Markov 链、Markov 过程、Poisson 过程、Brown 运动、鞅论、停时、Itô 积分、随机微分方程(SDE)、扩散过程、Lévy 过程、随机矩阵极限定理
归类边界若以随机演化过程与随机微积分为核心,归本类;若以确定性常微分方程与动力系统为核心,归常微分方程与动力系统;若以随机微分方程的数值算法为核心,归随机数值方法;若随机矩阵用于高维统计推断,归统计学习理论,若作为随机测度极限定理,归本类。
定位研究基于样本数据进行参数估计、假设检验与统计推断的理论。
常见于数理统计、高等数理统计、统计推断
典型内容抽样分布、充分统计量、点估计、一致最小方差无偏估计、极大似然估计、置信区间、假设检验、Neyman–Pearson 引理、渐近统计、非参数检验、Bayes 推断
归类边界若以统计推断与样本估计理论为核心,归本类;若以纯概率分布的数学性质为核心,归概率论基础;若以线性回归与多元分析模型为核心,归回归、多元统计与时间序列。
定位研究多元数据建模、线性与非线性回归分析及时间序列预测理论。
常见于回归分析、多元统计分析、时间序列分析
典型内容线性回归模型、广义线性模型、方差分析、主成分分析(PCA)、因子分析、判别分析、聚类分析、ARMA 模型、GARCH 模型、状态空间模型、平稳时间序列
归类边界若以多元观测模型、回归与时间序列推断为核心,归本类;若以机器学习高维泛化界与核方法理论为核心,归统计学习理论;若以纯数值优化算法为核心,归计算优化。
定位研究机器学习模型的泛化误差、经验风险最小化、高维统计与学习算法理论界。
常见于统计学习理论、机器学习理论、高维统计
典型内容经验风险最小化、泛化误差界、VC 维、Rademacher 复杂度、再生核 Hilbert 空间(RKHS)、正则化方法、高维统计估计、稀疏性恢复统计界、PAC 学习理论
归类边界若以机器学习的统计泛化理论与高维统计为核心,归本类;若以偏微分方程与算子机器学习为核心,归科学机器学习;工程软件与模型部署不收。
定位研究信息量度量、信源编码、信道容量与率失真理论极限。
常见于信息论、编码定理
典型内容Shannon 熵、联合熵、互信息、Kullback–Leibler 散度、信源编码定理、信道容量、信道编码定理、率失真理论、微分熵、信息不等式
归类边界若以熵、互信息、信道容量与率失真理论为核心,归本类;若以纠错码的具体代数组合构造为核心,归组合设计、编码与有限几何;若以连续信号采样与压缩感知为核心,归数学信号处理与稀疏恢复;若以量子体系中的信息量度量为核心,归量子信息与量子计算。
研究由物理理论产生、以严格数学结构表达的问题。
定位研究力学系统、正则方程、作用量原理及经典可积动力系统的数学结构。
常见于经典力学、分析力学、可积系统
典型内容Lagrange 力学、Hamilton 力学、作用量原理、正则方程、Poisson 括号、Noether 定理、Lax 对、完全可积系统、KdV 方程、孤立子理论
归类边界若以力学体系、作用量、正则方程与可积物理模型为核心,归本类;若以辛流形与辛形式的抽象微分几何为核心,归辛几何与接触几何;若以纯动力系统的分岔与遍历理论为核心,归常微分方程与动力系统。
定位研究量子态空间、Schrödinger 算子谱性质与量子散射理论。
常见于量子力学的数学基础、量子物理导论
典型内容Hilbert 空间量子态、可观测量自伴算子、Schrödinger 算子、谱分解、量子测量、海森堡不确定性、散射理论、几何相位、量子化方法
归类边界若以由量子物理模型产生的算子谱与散射理论为核心,归本类;若以纯数学中抽象泛函空间与算子代数为核心,归泛函分析与算子理论;若以量子信息与量子纠缠理论为核心,归量子信息与量子计算。
定位研究多粒子系综、相变与临界现象的严格数学统计模型。
常见于统计力学、统计物理数学基础
典型内容微正则系综、正则系综、配分函数、热力学极限、Gibbs 测度、Ising 模型、相变理论、临界指数、渗流模型、重整化群数学框架
归类边界若以粒子系统平衡态、配分函数与相变为核心,归本类;若以一般随机过程与鞅论为核心,归随机过程与随机分析。
定位研究时空流形、Einstein 引力场方程及其几何与因果结构。
常见于广义相对论、狭义相对论、时空几何
典型内容Lorentz 度量、Minkowski 时空、Einstein 引力场方程、能量动量张量、Schwarzschild 解、因果结构、奇点定理、黑洞热力学、引力波模型、ADM 形式
归类边界若以物理时空与引力场方程为核心,归本类;若以纯数学中的半黎曼几何与比较定理为核心,归微分流形与黎曼几何。
定位研究无限维自由度量子系统、路径积分、规范场论与重整化数学结构。
常见于量子场论、规范场论
典型内容自由场与相互作用场、路径积分形式、Feynman 规则、规范不变性、Yang–Mills 方程、自对偶联络、反常、重整化群、拓扑量子场论(TQFT)
归类边界若以物理场论与规范场方程为核心,归本类;若以微分流形上的主丛联络几何为核心,归微分流形与黎曼几何;若以规范场论产生的四维流形拓扑不变量为核心,归几何拓扑与低维拓扑。
定位研究共形不变场论、超弦世界面几何、全息对偶与量子引力模型。
常见于弦理论、共形场论
典型内容二维共形场论、Virasoro 代数、模不变性、弦世界面理论、超对称、D-膜、AdS/CFT 对偶、圈量子引力、非微扰弦理论
归类边界若以超弦与物理对偶模型为核心,归本类;若以镜像对称中的纯代数几何为核心,归交换代数与代数几何;若以镜像对称中的纯辛几何为核心,归辛几何与接触几何。
定位研究量子态纠缠、量子信道、量子逻辑门与量子算法理论。
常见于量子信息、量子计算
典型内容量子比特、密度矩阵、量子纠缠度量、量子操作与信道、von Neumann 熵、Shor 算法、Grover 算法、量子纠错码、容错量子计算
归类边界若以量子体系中的信息、纠缠与量子算法为核心,归本类;若以经典信息论为核心,归信息论;若以经典离散复杂性理论为核心,归离散算法与计算复杂性。
研究现实系统的数学建模、结构、动力学与反问题。
定位研究物理与工程系统的无量纲化、量纲分析、渐近展开与多尺度建模。
常见于数学建模、渐近方法、摄动理论
典型内容量纲分析、无量纲化、标度律、正则摄动、奇异摄动、匹配渐近展开、WKB 方法、边界层理论、均匀化方法、降阶建模
归类边界若以数学建模方法、尺度极限与渐近展开分析为核心,归本类;纯工程设计与软件操作不收。
定位研究流体、弹性体等连续介质的力学建模、守恒律与波动现象。
常见于连续介质力学、流体力学数学理论、弹性力学
典型内容应力应变张量、守恒律方程、Navier–Stokes 流体模型、Euler 方程、涡量动力学、波动与激波、Rankine–Hugoniot 条件、界面动力学、弹性力学方程
归类边界若以连续介质流体模型、涡量与力学物理机制为核心,归本类;若以 Navier–Stokes 解的存在性、唯一性与正则性理论为核心,归偏微分方程;若以流体方程的离散网格求解为核心,归微分方程数值方法。
定位研究动力系统的可控性、可观测性、反馈稳定性与最优控制律。
常见于控制理论、线性系统理论、最优控制
典型内容状态空间模型、可控性、可观测性、Kalman 滤波、Lyapunov 稳定性、反馈控制、Pontryagin 最大值原理、Riccati 方程、H∞ 控制、分布参数控制
归类边界若以控制系统数学模型与控制律证明为核心,归本类;若以变分法与纯数学中的无穷维极值为核心,归变分法与最优化;硬件电路与工程调试不收。
定位研究由观测数据反演系统参数的不适定问题、正则化理论与成像重建。
常见于反问题、数学成像
典型内容不适定问题、Hadamard 条件、Tikhonov 正则化、逆散射问题、参数辨识、Radon 变换、计算机断层成像(CT 重建)、图像去噪与去模糊、相位恢复
归类边界若以参数反演、正则化理论与成像算子数学性质为核心,归本类;硬件设备与医学临床操作不收。
定位研究决策优化、离散规划、排队系统、调度与运筹策略理论。
常见于运筹学、数学规划、排队论、决策论
典型内容线性规划(LP)、整数规划(IP)、混合整数规划(MIP)、动态规划、网络流、排队论、调度理论、随机规划、鲁棒优化、博弈论决策模型、多准则决策
归类边界若以数学规划模型、运筹调度、排队系统与决策理论为核心,归本类;若以泛函变分与纯凸分析基础理论为核心,归变分法与最优化;若以梯度下降、内点法等连续数值求解算法为核心,归计算优化。
定位研究种群动态、流行病传播、神经电活动与生物系统的数学模型。
常见于数学生物学、生物数学模型
典型内容Lotka–Volterra 种群模型、流行病 SIR 模型、Hodgkin–Huxley 神经元方程、反应扩散图灵斑图、基因调控网络、系统生物学动力学、生物统计模型
归类边界若以生物现象的数学建模与动力学分析为核心,归本类;生物学实验与临床医学不收。
定位研究资产定价、风险度量、保险精算模型与数理经济均衡理论。
常见于金融数学、精算数学、数理经济学
典型内容Black–Scholes 模型、无套利定价、衍生品定价、风险价值(VaR)、投资组合选择、破产概率、生命表与精算模型、一般均衡理论、机制设计
归类边界若以具有严格数学模型、随机分析或优化结构的金融经济理论为核心,归本类;日常会计账目与金融营销不收。
定位研究复杂网络拓扑、集体同步、群体涌现与多智能体动力学。
常见于复杂网络、非线性科学、复杂系统理论
典型内容小世界网络、无标度网络、网络相干性、Kuramoto 同步模型、群体动力学、自组织与涌现、传播动力学、平均场极限、多智能体协同
归类边界若以网络拓扑动力学与复杂系统数学结构为核心,归本类;若以纯图论组合结构为核心,归图论;计算机网络协议与运维不收。
定位研究连续与离散信号的数学采样理论、稀疏表示与压缩感知恢复算法。
常见于现代信号处理数学基础、压缩感知、采样理论
典型内容Shannon–Nyquist 采样定理、带限信号、过采样、稀疏表示、压缩感知(CS)、有限等距性质(RIP)、基追踪、l1 范数最小化恢复、相位恢复算法、矩阵补全数学理论
归类边界若以采样、稀疏恢复、压缩感知与信号重构的数学理论为核心,归本类;若以信息熵、信道容量与率失真理论为核心,归信息论;若以纠错码与线性码代数组合构造为核心,归组合设计、编码与有限几何;音频硬件与通信协议不收。
研究数学对象的可计算表示、数值算法,以及误差、稳定性和复杂度。
定位研究浮点运算、误差传播、条件数与数值计算的基本理论。
常见于数值分析、计算方法
典型内容浮点数算术、舍入误差、截断误差、条件数、向前与向后误差分析、数值稳定性、数值渐近阶、收敛阶分析
归类边界若以通用数值误差传播与计算基础理论为核心,归本类;若以具体矩阵算法为核心,归数值线性代数;若以特定方程求解格式为核心,归微分方程数值方法。
定位研究大规模线性方程组、矩阵分解与特征值问题的数值求解算法。
常见于数值线性代数、矩阵计算
典型内容LU 分解、QR 分解、Cholesky 分解、奇异值分解(SVD)、Krylov 子空间方法、共轭梯度法(CG)、GMRES 方法、特征值数值算法、预条件子技术、稀疏矩阵存储与求解
归类边界若以矩阵数值分解、迭代算法与数值稳定性为核心,归本类;若以有限维矩阵纯代数性质与变换为核心,归线性代数。
定位研究连续函数的数值插值、多项式逼近、样条构造与数值积分公式。
常见于数值逼近、数值积分
典型内容Lagrange 插值、Newton 插值、Hermite 插值、样条插值、Chebyshev 最佳逼近、正交多项式数值计算、Gauss 积分公式、自适应数值积分、高维数值求积
归类边界若以离散节点构造、插值算法与数值积分为核心,归本类;若以函数空间中的逼近定理与实分析为核心,归实分析与测度论或微积分与经典分析。
定位研究常微分方程与偏微分方程的离散格式、有限元、有限差分与稳定性分析。
常见于微分方程数值解、有限元方法、有限差分方法
典型内容Runge–Kutta 方法、多步法、刚性方程求解、有限差分法(FDM)、有限元法(FEM)、有限体积法(FVM)、间断 Galerkin 方法、谱方法、Lax 等价定理、CFL 条件、多重网格法
归类边界若以微分方程离散格式、网格划分与数值稳定性为核心,归本类;若以微分方程解的存在性与适定性理论为核心,归偏微分方程或常微分方程与动力系统。
定位研究连续优化问题的数值迭代算法、步长准则与收敛速度理论。
常见于数值优化、最优化算法
典型内容梯度下降法、Newton 法、拟 Newton 法(BFGS)、线搜索准则、信赖域方法、近端梯度法(Proximal)、分裂算法(ADMM)、内点法、次梯度法、随机梯度下降(SGD)、收敛速度分析
归类边界若以数值迭代算法、收敛阶与步长设计为核心,归本类;若以泛函极值与凸分析最优性理论为核心,归变分法与最优化;若以离散规划与运筹调度为核心,归运筹、数学规划与决策。
定位研究 Monte Carlo 采样、随机微分方程数值模拟与不确定性量化方法。
常见于Monte Carlo 方法、随机模拟、不确定性量化
典型内容Monte Carlo 积分、拟 Monte Carlo(QMC)、重要性采样、MCMC 算法、随机微分方程数值解法(Euler–Maruyama)、多层 Monte Carlo(MLMC)、多项式混沌展开、不确定性量化(UQ)
归类边界若以随机采样求积分、数值模拟与不确定性量化为核心,归本类;若以随机过程数学理论为核心,归随机过程与随机分析。
定位研究代数多项式、微分代数及符号微积分的精确离散算法。
常见于符号计算、计算机代数
典型内容多项式最大公因式算法、Buchberger 算法、Gröbner 基计算、符号消元、结式、Risch 符号积分算法、Gosper 符号求和、精确线性代数、特征列方法
归类边界若以符号精确算法与 Gröbner 基计算为核心,归本类;若以 Gröbner 基的纯代数几何定义为核心,归交换代数与代数几何。
定位研究区间算术、后验误差控制与数学定理的计算机辅助严格验证。
常见于区间分析、可靠计算
典型内容区间算术、包络法、后验误差验证、解的存在唯一性数值证明、计算机辅助证明系统数值部分、严格特征值包络、浮点定向舍入控制
归类边界若以严格误差界与计算机辅助数值证明为核心,归本类;若以一般近似数值计算为核心,归相应数值计算方向。
定位研究几何剖分、Delaunay 三角网与持续同调的离散算法。
常见于计算几何、计算拓扑
典型内容平面点集凸包算法、Delaunay 三角剖分、Voronoi 图构造、网格剖分、曲面重建算法、持续同调(Persistent Homology)约化算法、条形码计算
归类边界若以几何与拓扑对象的离散算法与数据结构为核心,归本类;若以凸多胞形与格点的数学性质为核心,归离散几何;若以持续同调的代数拓扑理论为核心,归代数拓扑。
定位研究物理信息神经网络(PINN)、神经算子与科学微分方程的机器学习求解理论。
常见于科学机器学习、神经算子方法
典型内容物理信息神经网络(PINN)、Fourier 神经算子(FNO)、DeepONet、神经微分方程(Neural ODE)、数据驱动动力系统辨识(SINDy)、算子逼近定理、损失函数泛化误差
归类边界若以微分方程与物理算子的机器学习逼近为核心,归本类;若以通用机器学习统计泛化理论为核心,归统计学习理论;工程部署与软件开发不收。