Differential Geometry

Bundles, Connections, Metrics and Curvature
Author: Clifford Henry Taubes
Publisher: OUP Oxford
ISBN: 0191621226
Category: Mathematics
Page: 312
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Bundles, connections, metrics and curvature are the 'lingua franca' of modern differential geometry and theoretical physics. This book will supply a graduate student in mathematics or theoretical physics with the fundamentals of these objects. Many of the tools used in differential topology are introduced and the basic results about differentiable manifolds, smooth maps, differential forms, vector fields, Lie groups, and Grassmanians are all presented here. Other material covered includes the basic theorems about geodesics and Jacobi fields, the classification theorem for flat connections, the definition of characteristic classes, and also an introduction to complex and Kähler geometry. Differential Geometry uses many of the classical examples from, and applications of, the subjects it covers, in particular those where closed form expressions are available, to bring abstract ideas to life. Helpfully, proofs are offered for almost all assertions throughout. All of the introductory material is presented in full and this is the only such source with the classical examples presented in detail.

An Introduction to the Theory of Higher-Dimensional Quasiconformal Mappings


Author: Frederick W. Gehring,Gaven J. Martin,Bruce P. Palka
Publisher: American Mathematical Soc.
ISBN: 0821843605
Category: Conformal mapping
Page: 116
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This book offers a modern, up-to-date introduction to quasiconformal mappings from an explicitly geometric perspective, emphasizing both the extensive developments in mapping theory during the past few decades and the remarkable applications of geometric function theory to other fields, including dynamical systems, Kleinian groups, geometric topology, differential geometry, and geometric group theory. It is a careful and detailed introduction to the higher-dimensional theory of quasiconformal mappings from the geometric viewpoint, based primarily on the technique of the conformal modulus of a curve family. Notably, the final chapter describes the application of quasiconformal mapping theory to Mostow's celebrated rigidity theorem in its original context with all the necessary background. This book will be suitable as a textbook for graduate students and researchers interested in beginning to work on mapping theory problems or learning the basics of the geometric approach to quasiconformal mappings. Only a basic background in multidimensional real analysis is assumed.

Differential Geometry

Connections, Curvature, and Characteristic Classes
Author: Loring W. Tu
Publisher: Springer
ISBN: 3319550845
Category: Mathematics
Page: 347
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This text presents a graduate-level introduction to differential geometry for mathematics and physics students. The exposition follows the historical development of the concepts of connection and curvature with the goal of explaining the Chern–Weil theory of characteristic classes on a principal bundle. Along the way we encounter some of the high points in the history of differential geometry, for example, Gauss' Theorema Egregium and the Gauss–Bonnet theorem. Exercises throughout the book test the reader’s understanding of the material and sometimes illustrate extensions of the theory. Initially, the prerequisites for the reader include a passing familiarity with manifolds. After the first chapter, it becomes necessary to understand and manipulate differential forms. A knowledge of de Rham cohomology is required for the last third of the text. Prerequisite material is contained in author's text An Introduction to Manifolds, and can be learned in one semester. For the benefit of the reader and to establish common notations, Appendix A recalls the basics of manifold theory. Additionally, in an attempt to make the exposition more self-contained, sections on algebraic constructions such as the tensor product and the exterior power are included. Differential geometry, as its name implies, is the study of geometry using differential calculus. It dates back to Newton and Leibniz in the seventeenth century, but it was not until the nineteenth century, with the work of Gauss on surfaces and Riemann on the curvature tensor, that differential geometry flourished and its modern foundation was laid. Over the past one hundred years, differential geometry has proven indispensable to an understanding of the physical world, in Einstein's general theory of relativity, in the theory of gravitation, in gauge theory, and now in string theory. Differential geometry is also useful in topology, several complex variables, algebraic geometry, complex manifolds, and dynamical systems, among other fields. The field has even found applications to group theory as in Gromov's work and to probability theory as in Diaconis's work. It is not too far-fetched to argue that differential geometry should be in every mathematician's arsenal.

The Many Facets of Geometry

A Tribute to Nigel Hitchin
Author: Nigel J. Hitchin,Oscar Garcia-Prada,Jean Pierre Bourguignon,Simon Salamon
Publisher: Oxford University Press
ISBN: 0199534926
Category: Mathematics
Page: 434
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Few people have proved more influential in the field of differential and algebraic geometry, and in showing how this links with mathematical physics, than Nigel Hitchin. Oxford University's Savilian Professor of Geometry has made fundamental contributions in areas as diverse as: spin geometry, instanton and monopole equations, twistor theory, symplectic geometry of moduli spaces, integrables systems, Higgs bundles, Einstein metrics, hyperkähler geometry,Frobenius manifolds, Painlevé equations, special Lagrangian geometry and mirror symmetry, theory of grebes, and many more. The chapters in this fascinating volume, written by some of the greats in their fields (including four Fields Medalists), show how Hitchin's ideas have impacted on a wide variety ofsubjects. The book grew out of the Geometry Conference in Honour of Nigel Hitchin, held in Madrid, with some additional contributions, and should be required reading for anyone seeking insights into the overlap between geometry and physics.

Einführung in die Funktionalanalysis


Author: Reinhold Meise,Dietmar Vogt
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3322803104
Category: Mathematics
Page: 416
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Dieses Buch wendet sich an Studenten der Mathematik und der Physik, welche über Grundkenntnisse in Analysis und linearer Algebra verfügen.

Geometry and Physics: Volume II

A Festschrift in honour of Nigel Hitchin
Author: Andrew Dancer,Jørgen Ellegaard Andersen,Oscar García-Prada
Publisher: Oxford University Press
ISBN: 019252237X
Category: Mathematics
Page: 400
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Nigel Hitchin is one of the world's foremost figures in the fields of differential and algebraic geometry and their relations with mathematical physics, and he has been Savilian Professor of Geometry at Oxford since 1997. Geometry and Physics: A Festschrift in honour of Nigel Hitchin contain the proceedings of the conferences held in September 2016 in Aarhus, Oxford, and Madrid to mark Nigel Hitchin's 70th birthday, and to honour his far-reaching contributions to geometry and mathematical physics. These texts contain 29 articles by contributors to the conference and other distinguished mathematicians working in related areas, including three Fields Medallists. The articles cover a broad range of topics in differential, algebraic and symplectic geometry, and also in mathematical physics. These volumes will be of interest to researchers and graduate students in geometry and mathematical physics.

Bernhard Riemann 1826–1866

Wendepunkte in der Auffassung der Mathematik
Author: Detlef Laugwitz
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3034889836
Category: Mathematics
Page: 348
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Das Riemannsche Integral lernen schon die Schüler kennen, die Theorien der reellen und der komplexen Funktionen bauen auf wichtigen Begriffsbildungen und Sätzen Riemanns auf, die Riemannsche Geometrie ist für Einsteins Gravitationstheorie und ihre Erweiterungen unentbehrlich, und in der Zahlentheorie ist die berühmte Riemannsche Vermutung noch immer offen. Riemann und sein um fünf Jahre jüngerer Freund Richard Dedekind sahen sich als Schüler von Gauss und Dirichlet. Um die Mitte des 19. Jahrhunderts leiteten sie den Übergang zur "modernen Mathematik" ein, der eine in Analysis und Geometrie, der andere in der Algebra mit der Hinwendung zu Mengen und Strukturen. Dieses Buch ist der erste Versuch, Riemanns wissenschaftliches Werk unter einem einheitlichen Gesichtspunkt zusammenzufassend darzustellen. Riemann gilt als einer der Philosophen unter den Mathematikern. Er stellte das Denken in Begriffen neben die zuvor vorherrschende algorithmische Auffassung von der Mathematik, welche die Gegenstände der Untersuchung, in Formeln und Figuren, in Termumformungen und regelhaften Konstruktionen als die allein legitimen Methoden sah. David Hilbert hat als Riemanns Grundsatz herausgestellt, die Beweise nicht durch Rechnung, sondern lediglich durch Gedanken zu zwingen. Hermann Weyl sah als das Prinzip Riemanns in Mathematik und Physik, "die Welt als das erkenntnistheoretische Motiv..., die Welt aus ihrem Verhalten im un- endlich kleinen zu verstehen."

Lineare Funktionalanalysis

Eine anwendungsorientierte Einführung
Author: Hans Wilhelm Alt
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3662083868
Category: Mathematics
Page: 294
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Kähler Differentials


Author: Ernst Kunz
Publisher: Vieweg+Teubner Verlag
ISBN: 9783528089733
Category: Mathematics
Page: 402
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This book is based on a lecture course that I gave at the University of Regensburg. The purpose of these lectures was to explain the role of Kähler differential forms in ring theory, to prepare the road for their application in algebraic geometry, and to lead up to some research problems. The text discusses almost exclusively local questions and is therefore written in the language of commutative alge bra. The translation into the language of algebraic geometry is easy for the reader who is familiar with sheaf theory and the theory of schemes. The principal goals of the monograph are: To display the information contained in the algebra of Kähler differential forms (de Rham algebra) of a commutative algebra, to int- duce and discuss "differential invariants" of algebras, and to prove theorems about algebras with "differential methods". The most important object we study is the module of Kähler differentials n~/R of an algebra SIR. Like the differentials of analysis, differential modules "linearize" problems, i.e. reduce questions about algebras (non-linear problems) to questions of linear algebra. We are mainly interested in algebras of finite type.

Maß und Kategorie


Author: J.C. Oxtoby
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 364296074X
Category: Mathematics
Page: 112
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Dieses Buch behandelt hauptsächlich zwei Themenkreise: Der Bairesche Kategorie-Satz als Hilfsmittel für Existenzbeweise sowie Die "Dualität" zwischen Maß und Kategorie. Die Kategorie-Methode wird durch viele typische Anwendungen erläutert; die Analogie, die zwischen Maß und Kategorie besteht, wird nach den verschiedensten Richtungen hin genauer untersucht. Hierzu findet der Leser eine kurze Einführung in die Grundlagen der metrischen Topologie; außerdem werden grundlegende Eigenschaften des Lebesgue schen Maßes hergeleitet. Es zeigt sich, daß die Lebesguesche Integrationstheorie für unsere Zwecke nicht erforderlich ist, sondern daß das Riemannsche Integral ausreicht. Weiter werden einige Begriffe aus der allgemeinen Maßtheorie und Topologie eingeführt; dies geschieht jedoch nicht nur der größeren Allgemeinheit wegen. Es erübrigt sich fast zu erwähnen, daß sich die Bezeichnung "Kategorie" stets auf "Bairesche Kategorie" be zieht; sie hat nichts zu tun mit dem in der homologischen Algebra verwendeten Begriff der Kategorie. Beim Leser werden lediglich grundlegende Kenntnisse aus der Analysis und eine gewisse Vertrautheit mit der Mengenlehre vorausgesetzt. Für die hier untersuchten Probleme bietet sich in natürlicher Weise die mengentheoretische Formulierung an. Das vorlie gende Buch ist als Einführung in dieses Gebiet der Analysis gedacht. Man könnte es als Ergänzung zur üblichen Grundvorlesung über reelle Analysis, als Grundlage für ein Se minar oder auch zum selbständigen Studium verwenden. Bei diesem Buch handelt es sich vorwiegend um eine zusammenfassende Darstellung; jedoch finden sich in ihm auch einige Verfeinerungen bekannter Resultate, namentlich Satz 15.6 und Aussage 20.4. Das Literaturverzeichnis erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Häufig werden Werke zitiert, die weitere Literaturangaben enthalten.

Partielle Differentialgleichungen

Eine Einführung
Author: Walter A. Strauss
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 366312486X
Category: Mathematics
Page: 458
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Dieses Buch ist eine umfassende Einführung in die klassischen Lösungsmethoden partieller Differentialgleichungen. Es wendet sich an Leser mit Kenntnissen aus einem viersemestrigen Grundstudium der Mathematik (und Physik) und legt seinen Schwerpunkt auf die explizite Darstellung der Lösungen. Es ist deshalb besonders auch für Anwender (Physiker, Ingenieure) sowie für Nichtspezialisten, die die Methoden der mathematischen Physik kennenlernen wollen, interessant. Durch die große Anzahl von Beispielen und Übungsaufgaben eignet es sich gut zum Gebrauch neben Vorlesungen sowie zum Selbststudium.

Differentialgeometrie

Kurven - Flächen - Mannigfaltigkeiten
Author: Wolfgang Kühnel
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3834896551
Category: Mathematics
Page: 280
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Dieses Buch ist eine Einführung in die Differentialgeometrie. Zunächst geht es um die klassischen Aspekte wie die Geometrie von Kurven und Flächen, bevor dann höherdimensionale Flächen sowie abstrakte Mannigfaltigkeiten betrachtet werden. Die Nahtstelle ist dabei das zentrale Kapitel "Die innere Geometrie von Flächen". Dieses führt den Leser bis hin zu dem berühmten Satz von Gauß-Bonnet, der ein entscheidendes Bindeglied zwischen lokaler und globaler Geometrie darstellt. Die zweite Hälfte des Buches ist der Riemannschen Geometrie gewidmet. Den Abschluss bildet ein Kapitel über "Einstein-Räume", die eine große Bedeutung sowohl in der "Reinen Mathematik" als auch in der Allgemeinen Relativitätstheorie von A. Einstein haben. Es wird großer Wert auf Anschaulichkeit gelegt, was durch zahlreiche Abbildungen unterstützt wird. Im Laufe der Neuauflagen wurde der Text erweitert, neue Aufgaben wurden hinzugefügt und am Ende des Buches wurden zusätzliche Hinweise zur Lösung der Übungsaufgaben ergänzt. Der Text wurde für die fünfte Auflage gründlich durchgesehen und an einigen Stellen verbessert.

Poisson-Geometrie und Deformationsquantisierung

Eine Einführung
Author: Stefan Waldmann
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3540725180
Category: Mathematics
Page: 612
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Erstmals als Lehrbuch, mit ausführlichen Beweisen und über 100 Aufgaben mit Lösungshinweisen. Der Autor entwickelt die Grundlagen zum Thema ausgehend von physikalischen Fragen. Die Poisson-Geometrie bietet den Rahmen für die geometrische Mechanik und stellt eine Verallgemeinerung der symplektischen Geometrie dar. Diese ist bedeutsam für mechanische Systeme mit Symmetrien und deren Phasenraumreduktion. Für die angestrebte Quantisierung sind die geometrischen Sachverhalte algebraisch gedeutet und entsprechend formuliert. Darauf aufbauend bietet die Deformationsquantisierung den Rahmen für die Quantisierung von Poisson-Mannigfaltigkeiten.

Globale Analysis

Differentialformen in Analysis, Geometrie und Physik
Author: Ilka Agricola,Thomas Friedrich
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3322929035
Category: Mathematics
Page: 283
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Das Anliegen des Buches ist es, die klassische Vektoranalysis unter Verwendung der Differentialformen darzulegen. Anwendungen der allgemeinen Stokeschen Formel in Analysis, Geometrie und Topologie werden besprochen. In weiteren Teilen des Buches werden die Integrierbarkeit Pfaffscher Systeme, die Flächentheorie in Euklidischen Räumen sowie Elemente der Lie-Gruppen, Mechanik, Thermodynamik und Elektrodynamik unter Verwendung der Differentialformen behandelt.

Special Relativity


Author: Nicholas M.J. Woodhouse
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3540466762
Category: Science
Page: 88
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Differentialgeometrie von Kurven und Flächen


Author: Manfredo P. do Carmo
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3322850722
Category: Technology & Engineering
Page: 263
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Inhalt: Kurven - Reguläre Flächen - Die Geometrie der Gauß-Abbildung - Die innere Geometrie von Flächen - Anhang