微分幾何的產生與基本內容

2022-03-14 01:08:12 字數 523 閱讀 7689

在曲面上有兩條重要概念,就是曲面上的距離和角。比如,在曲面上由一點到另一點的路徑是無數的,但這兩點間最短的路徑只有一條,叫做從一點到另一點的測地線。在微分幾何裡,要討論怎樣判定曲面上一條曲線是這個曲面的一條測地線,還要討論測地線的性質等。

另外,討論曲面在每一點的曲率也是微分幾何的重要內容。

在微分幾何中,為了討論任意曲線上每一點鄰域的性質,常常用所謂「活動標形的方法」。對任意曲線的「小範圍」性質的研究,還可以用拓撲變換把這條曲線「轉化」成初等曲線進行研究。

在微分幾何中,由於運用數學分析的理論,就可以在無限小的範圍內略去高階無窮小,一些複雜的依賴關係可以變成線性的,不均勻的過程也可以變成均勻的,這些都是微分幾何特有的研究方法。

近代由於對高維空間的微分幾何和對曲線、曲面整體性質的研究,使微分幾何學同黎曼幾何、拓撲學、變分學、李群代數等有了密切的關係,這些數學部門和微分幾何互相滲透,已成為現代數學的中心問題之一。

微分幾何在力學和一些工程技術問題方面有廣泛的應用,比如,在彈性薄殼結構方面,在機械的齒輪嚙合理論應用方面,都充分應用了微分幾何學的理論。

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