古典微分幾何


§ 曲線論

曲線論的主題在了解活動標架{ t,n,b}能解決那些問題 應用到物理上 (1)相對論   (2)Elie Cartan提供了物理學的空間架構

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  1. 弧長  外擺線(epicycloids)的弧長
  2. 曲率    扭率   Frenet公式   管積問題
  3. 擺線(cycloid)   懸練線(catenary)   車軸草(苜蓿)   曳物線(tractrix)   螺旋線(helix)   斜航線(loxodrome)   漸伸線(involute)   包絡線(envelop)
  4. 切線轉角定理
  5. 大域幾何 : (1) 四頂點定理 Mukhopadhyaha 1909  Osserman 1985 [證明] (2)Jacobi定理 [The Four Vertex Theorem(01)  (02)]
  6. 習作

§ 曲面

  1. 第一 二基本式    [z=f(x,y)的第I,II基本式](未完) 關於z=f(x,y)
  2. [懸鏈面-1744 Euler 發現]  [懸鏈面與螺旋曲面] [螺旋面 Helicoid][共軛極小曲面]
  3. 均曲率 高斯曲率(Gauss Theorema Egregium)
  4. Euler定理1760(關於主法曲率)
  5. 環面(torus)的(1)面積(2)管積 (3)高斯曲率 [環面的習作] [測地線 § 12]
  6. Stokes定理   [兩個PDE的解]
  7. Gauss-Bonnet定理的一個應用: Jacobi定理 [在Lorentzian geometryJacobi定理]
  8. Stokes定理與Gauss-Bonnet定理是兩個要非常熟練的定理 1.敘述 2.證明 3.理解 4.推廣 5.應用
  9. 閉黎曼流形上Gauss-Bonnet定理的內在證明
  10. Poincare-Hopf index定理 在一個緊緻曲面S上可微向量場奇點(isolated singular point)的標數(Index)和等於S的尤拉特徵數
  11. 奇點的標數與Poincare定理
  12. 測地線方程式與測地座標
  13. The Geometry of the Gauss Map (Theorem of Beltrami-Enneper)
  14. Christoffel Symbols
  15. Gauss方程與Codazzi方程 [基本方程式 (1)Weingarten eq (2)Codazzi eq (3)測地線eq
  16. 球面上的一曲線的長度  (1)... (2)斜航線
  17. [球的表面積] [球的表面積2] 具有常數K的閉曲面必為球 利普曼定理 1901
  18. 向量場的共變微分
  19. 曲面中的結構方程
  20. [Summary02]  [Manfredo P.do Carmo 習作] Manfredo P.do Carmo 1928~2018

§ The Geometry of the Gauss Map

  1. ...
  2. Exercises 3-2-5   3-2-6   3-2-13

§ The intrinsic geometry of surfaces

  1. Isometries
  2. The Gauss theorem
  3. Parallel transport ; Geodesics
  4. The Gauss-Bonnet theorem
  5. The exponential map
  6. Exercises  4-3-1 4-4-4  4-4-15

§ Global differential geometry

  1. The Rigidity of the Sphere
  2. Hopf-Rinow theorem
  3. Variations of the Arc Length
  4. Jacobi Fields and Conjugate Points
  5. Covering Spaces ; Hadamard theorem
  6. Fary-Milnor theorem
  7. Surfaces of Zero Gaussian Curvature
  8. Jacobi's theorem
  9. Hilbert's theorem

[Gauss Bonnet 定理] [Stokes定理] [Pseudosphere]  [z=f(x,y)]   [筆記]


  1. Differential Geometry  Manfredo P. do Carmo
  2. Lectures on ClassicalDifferential Geometry   Dirk J. Struik
  3. Elementary Differential Geometry       Barrett O'Neill 1924-2011
  4. Introduction to differential geometry   Abraham Goetz
  5. Classical Differential Geometry   Peter Petersen   [arXiv]
  6. 初等微分幾何講稿   黃武雄
  7. 大域幾何之分析研究   郭應言 譯
  8. 微積分(下)                華羅庚