Low-dimensional Geometry

From Euclidean Surfaces to Hyperbolic Knots
Author: Francis Bonahon
Publisher: American Mathematical Soc.
ISBN: 082184816X
Category: Mathematics
Page: 384
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The study of 3-dimensional spaces brings together elements from several areas of mathematics. The most notable are topology and geometry, but elements of number theory and analysis also make appearances. In the past 30 years, there have been striking developments in the mathematics of 3-dimensional manifolds. This book aims to introduce undergraduate students to some of these important developments. Low-Dimensional Geometry starts at a relatively elementary level, and its early chapters can be used as a brief introduction to hyperbolic geometry. However, the ultimate goal is to describe the very recently completed geometrization program for 3-dimensional manifolds. The journey to reach this goal emphasizes examples and concrete constructions as an introduction to more general statements. This includes the tessellations associated to the process of gluing together the sides of a polygon. Bending some of these tessellations provides a natural introduction to 3-dimensional hyperbolic geometry and to the theory of kleinian groups, and it eventually leads to a discussion of the geometrization theorems for knot complements and 3-dimensional manifolds. This book is illustrated with many pictures, as the author intended to share his own enthusiasm for the beauty of some of the mathematical objects involved. However, it also emphasizes mathematical rigor and, with the exception of the most recent research breakthroughs, its constructions and statements are carefully justified.

Geometry, Topology and Dynamics of Character Varieties


Author: William Goldman,Caroline Series,Ser Peow Tan
Publisher: World Scientific
ISBN: 9814401358
Category: Mathematics
Page: 349
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This book aims to describe, for readers uneducated in science, the development of humanity's desire to know and understand the world around us through the various stages of its development to the present, when science is almost universally recognized - at least in the Western world - as the most reliable way of knowing. The book describes the history of the large-scale exploration of the surface of the earth by sea, beginning with the Vikings and the Chinese, and of the unknown interiors of the American and African continents by foot and horseback. After the invention of the telescope, visual exploration of the surfaces of the Moon and Mars were made possible, and finally a visit to the Moon. The book then turns to our legacy from the ancient Greeks of wanting to understand rather than just know, and why the scientific way of understanding is valued. For concreteness, it relates the lives and accomplishments of six great scientists, four from the nineteenth century and two from the twentieth. Finally, the book explains how chemistry came to be seen as the most basic of the sciences, and then how physics became the most fundamental.

Basic Complex Analysis: A Comprehensive Course in Analysis, Part 2A


Author: Barry Simon
Publisher: American Mathematical Soc.
ISBN: 1470411008
Category: Mathematical analysis
Page: 641
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A Comprehensive Course in Analysis by Poincaré Prize winner Barry Simon is a five-volume set that can serve as a graduate-level analysis textbook with a lot of additional bonus information, including hundreds of problems and numerous notes that extend the text and provide important historical background. Depth and breadth of exposition make this set a valuable reference source for almost all areas of classical analysis. Part 2A is devoted to basic complex analysis. It interweaves three analytic threads associated with Cauchy, Riemann, and Weierstrass, respectively. Cauchy's view focuses on the differential and integral calculus of functions of a complex variable, with the key topics being the Cauchy integral formula and contour integration. For Riemann, the geometry of the complex plane is central, with key topics being fractional linear transformations and conformal mapping. For Weierstrass, the power series is king, with key topics being spaces of analytic functions, the product formulas of Weierstrass and Hadamard, and the Weierstrass theory of elliptic functions. Subjects in this volume that are often missing in other texts include the Cauchy integral theorem when the contour is the boundary of a Jordan region, continued fractions, two proofs of the big Picard theorem, the uniformization theorem, Ahlfors's function, the sheaf of analytic germs, and Jacobi, as well as Weierstrass, elliptic functions.

Lehrbuch der Topologie


Author: Herbert Seifert,William Threlfall
Publisher: University of Pennsylvania Press
ISBN: 9780821835951
Category: Mathematics
Page: 353
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The 1930s were important years in the development of modern topology, pushed forward by the appearance of a few pivotal books, of which this is one. The focus is on combinatorial and algebraic topology, with as much point-set topology as needed for the main topics. One sees from the modern point of view that the authors are working in a category of spaces that includes locally finite simplicial complexes. (Their definition of manifold is more properly known today as a ""triangulizable homology manifold"".)Amazingly, they manage to accomplish a lot without the convenient tools of homological algebra, such as exact sequences and commutative diagrams, that were developed later. The main topics covered are: simplicial homology (coefficients in $\mathbb{Z}$ or $\mathbb{Z}_2$), local homology, surface topology, the fundamental group and covering spaces, three-manifolds, Poincare duality, and the Lefschetz fixed point theorem. Few prerequisites are necessary. A final section reviews the lemmas and theorems from group theory that are needed in the text. As stated in the introduction to the important book by Alexandroff and Hopf (which appeared a year after ""Seifert and Threlfall""): 'Its lively and instructive presentation makes this book particularly suitable as an introduction or as a textbook.'

Algebra für Einsteiger

Von der Gleichungsauflösung zur Galois-Theorie
Author: Jörg Bewersdorff
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3658022620
Category: Mathematics
Page: 214
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Dieses Buch ist eine leicht verständliche Einführung in die Algebra, die den historischen und konkreten Aspekt in den Vordergrund rückt. Der rote Faden ist eines der klassischen und fundamentalen Probleme der Algebra: Nachdem im 16. Jahrhundert allgemeine Lösungsformeln für Gleichungen dritten und vierten Grades gefunden wurden, schlugen entsprechende Bemühungen für Gleichungen fünften Grades fehl. Nach fast dreihundertjähriger Suche führte dies schließlich zur Begründung der so genannten Galois-Theorie: Mit ihrer Hilfe kann festgestellt werden, ob eine Gleichung mittels geschachtelter Wurzelausdrücke lösbar ist. Das Buch liefert eine gute Motivation für die moderne Galois-Theorie, die den Studierenden oft so abstrakt und schwer erscheint. In dieser Auflage wurde ein Kapitel ergänzt, in dem ein alternativer, auf Emil Artin zurückgehender Beweis des Hauptsatzes der Galois-Theorie wiedergegeben wird. Dieses Kapitel kann fast unabhängig von den anderen Kapiteln gelesen werden.

Was ist Mathematik?


Author: Richard Courant,Herbert Robbins
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3662000539
Category: Mathematics
Page: N.A
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47 brauchen nur den Nenner n so groß zu wählen, daß das Intervall [0, IJn] kleiner wird als das fragliche Intervall [A, B], dann muß mindestens einer der Brüche m/n innerhalb des Intervalls liegen. Also kann es kein noch so kleines Intervall auf der Achse geben, das von rationalen Punkten frei wäre. Es folgt weiterhin, daß es in jedem Intervall unendlich viele rationale Punkte geben muß; denn wenn es nur eine endliche Anzahl gäbe, so könnte das Intervall zwischen zwei beliebigen benachbarten Punkten keine rationalen Punkte enthalten, was, wie wir eben sahen, unmöglich ist. § 2. Inkommensurable Strecken, irrationale Zahlen und der Grenzwertbegriff 1. Einleitung Vergleicht man zwei Strecken a und b hinsichtlich ihrer Größe, so kann es vor kommen, daß a in b genau r-mal enthalten ist, wobei r eine ganze Zahl darstellt. In diesem Fall können wir das Maß der Strecke b durch das von a ausdrücken, indem wir sagen, daß die Länge von b das r-fache der Länge von a ist.

Differentialgeometrie

Kurven - Flächen - Mannigfaltigkeiten
Author: Wolfgang Kühnel
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3658006153
Category: Mathematics
Page: 284
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Dieses Buch ist eine Einführung in die Differentialgeometrie und ein passender Begleiter zum Differentialgeometrie-Modul (ein- und zweisemestrig). 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. Bei der Neuauflage wurden einige zusätzliche Lösungen zu den Übungsaufgaben ergänzt.

Poincarés Vermutung

die Geschichte eines mathematischen Abenteuers
Author: Donal O'Shea
Publisher: N.A
ISBN: 9783596176632
Category:
Page: 376
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Geometrie der Berührungstransformationen


Author: Sophus Lie,Georg Scheffers
Publisher: American Mathematical Soc.
ISBN: 9780821837795
Category: Mathematics
Page: 693
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The Geometry of Contact Transformation, Sophus Lie's final work.

Group Theory


Author: Helmut Wielandt
Publisher: Walter de Gruyter
ISBN: 3110863383
Category: Mathematics
Page: 821
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The Joy of x

Die Schönheit der Mathematik
Author: Steven Strogatz
Publisher: Kein & Aber AG
ISBN: 3036992693
Category: Mathematics
Page: 352
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Mathematik durchdringt den ganzen Kosmos. Das weiß jeder, doch nur die wenigsten verstehen die Zusammenhänge wirklich. Steven Strogatz nimmt uns bei der Hand und spaziert mit uns durch diese Welt der Weisheit, Klarheit und Eleganz. Als Reiseleiter geht er neue, erfrischende Wege, deutet auf Besonderheiten, schildert Hintergründe und erklärt die unsichtbaren Mechanismen. Wir erfahren unter anderem von dem Wunder des Zählens, der genialen Einfachheit der Algebra, dem ewigen Erbe Newtons, dem Tango mit Quadraten, der Zweisamkeit von Primzahlen und der Macht des Unendlichen. Mit all seiner Begeisterung, seinem Scharfblick und seinem leichtem Ton hat Steven Strogatz ein herrliches Buch für alle geschrieben, die ihr Verständnis von Mathematik auf eine neue Art vertiefen möchten.

Anschauliche Geometrie


Author: David Hilbert,Stefan Cohn-Vossen
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3662366851
Category: Mathematics
Page: 312
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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

Dirichlet Forms and Analysis on Wiener Space


Author: Nicolas Bouleau,Francis Hirsch
Publisher: Walter de Gruyter
ISBN: 311085838X
Category: Mathematics
Page: 335
View: 9861

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The subject of this book is analysis on Wiener space by means of Dirichlet forms and Malliavin calculus. There are already several literature on this topic, but this book has some different viewpoints. First the authors review the theory of Dirichlet forms, but they observe only functional analytic, potential theoretical and algebraic properties. They do not mention the relation with Markov processes or stochastic calculus as discussed in usual books (e.g. Fukushima’s book). Even on analytic properties, instead of mentioning the Beuring-Deny formula, they discuss “carré du champ” operators introduced by Meyer and Bakry very carefully. Although they discuss when this “carré du champ” operator exists in general situation, the conditions they gave are rather hard to verify, and so they verify them in the case of Ornstein-Uhlenbeck operator in Wiener space later. (It should be noticed that one can easily show the existence of “carré du champ” operator in this case by using Shigekawa’s H-derivative.) In the part on Malliavin calculus, the authors mainly discuss the absolute continuity of the probability law of Wiener functionals. The Dirichlet form corresponds to the first derivative only, and so it is not easy to consider higher order derivatives in this framework. This is the reason why they discuss only the first step of Malliavin calculus. On the other hand, they succeeded to deal with some delicate problems (the absolute continuity of the probability law of the solution to stochastic differential equations with Lipschitz continuous coefficients, the domain of stochastic integrals (Itô-Ramer-Skorokhod integrals), etc.). This book focuses on the abstract structure of Dirichlet forms and Malliavin calculus rather than their applications. However, the authors give a lot of exercises and references and they may help the reader to study other topics which are not discussed in this book. Zentralblatt Math, Reviewer: S.Kusuoka (Hongo)

Diskrete Mathematik


Author: Martin Aigner
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3322854965
Category: Mathematics
Page: 318
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Vor 50 Jahren gab es den Begriff "Diskrete Mathematik" nicht, und er ist auch heute im deutschen Sprachraum keineswegs gebrauchlich. Vorlesungen dazu werden nicht iiberall und schon gar nicht mit einem einheitlichen Themenkatalog angeboten (im Gegensatz zum Beispiel zu den USA, wo sie seit langem einen festen Platz haben). Die Mathematiker verstehen unter Diskreter Mathematik meist Kombinatorik oder Graphentheorie, die Informatiker Diskrete Strukturen oder Boolesche Algebren. Das Hauptanliegen dieses Buches ist daher, solch einen Themenkatalog zu prasentieren, der alle Grundlagen fiir ein weiterfiihrendes Studium enthalt. Die Diskrete Mathematik beschaftigt sich vor allem mit endlichen Mengen. Was kann man in endlichen Mengen studieren? Ais allererstes kann man sie abzahlen, dies ist das klassische Thema der Kombinatorik - in Teil I werden wir die wich tigsten Ideen und Methoden zur Abzahlung kennenlernen. Auf endlichen Mengen ist je nach Aufgabenstellung meist eine einfache Struktur in Form von Relationen gegeben, von denen die anwendungsreichsten die Graphen sind. Diese Aspekte fas sen wir in Teil II unter dem Titel Graphen uncl Algorithmen zusammen. Und schlieBlich existiert auf endlichen Mengen oft eine algebraische Struktur (oder man kann eine solche auf natiirliche Weise erklaren). Algebraische Systeme sind der Inhalt von Teil III. Diese drei Gesichtspunkte bilden den roten Faden des Buches. Ein weiterer Aspekt, der die Darstellung durchgehend pragt, betrifft den Begriff der Optimierung.

Geometrie und Billard


Author: Serge Tabachnikov
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642319254
Category: Mathematics
Page: 165
View: 2132

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Wie bewegt sich ein Massenpunkt in einem Gebiet, an dessen Rand er elastisch zurückprallt? Welchen Weg nimmt ein Lichtstrahl in einem Gebiet mit ideal reflektierenden Rändern? Anhand dieser und ähnlicher Fragen stellt das vorliegende Buch Zusammenhänge zwischen Billard und Differentialgeometrie, klassischer Mechanik sowie geometrischer Optik her. Dabei beschäftigt sich das Buch unter anderem mit dem Variationsprinzip beim mathematischen Billard, der symplektischen Geometrie von Lichtstrahlen, der Existenz oder Nichtexistenz von Kaustiken, periodischen Billardtrajektorien und dem Mechanismus für Chaos bei der Billarddynamik. Ergänzend wartet dieses Buch mit einer beachtlichen Anzahl von Exkursen auf, die sich verwandten Themen widmen, darunter der Vierfarbensatz, die mathematisch-physikalische Beschreibung von Regenbögen, der poincaresche Wiederkehrsatz, Hilberts viertes Problem oder der Schließungssatz von Poncelet.​

Mathematik und Technologie


Author: Christiane Rousseau,Yvan Saint-Aubin
Publisher: Springer-Verlag
ISBN: 3642300928
Category: Mathematics
Page: 609
View: 2009

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Zusammen mit der Abstraktion ist die Mathematik das entscheidende Werkzeug für technologische Innovationen. Das Buch bietet eine Einführung in zahlreiche Anwendungen der Mathematik auf dem Gebiet der Technologie. Meist werden moderne Anwendungen dargestellt, die heute zum Alltag gehören. Die mathematischen Grundlagen für technologische Anwendungen sind dabei relativ elementar, was die Leistungsstärke der mathematischen Modellbildung und der mathematischen Hilfsmittel beweist. Mit zahlreichen originellen Übungen am Ende eines jeden Kapitels.