曲率和拓扑--所谓的大范围微分几何

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三农楼主
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#1 曲率和拓扑--所谓的大范围微分几何

帖子 由 三农楼主 »

Gauss-Bonnet 是这个的最经典的情况,是二维的。其实,一维曲线就已经有这个性质了。

首先,曲率是什么意思?曲率就是方向转的快慢。一维是单位切向量对弧长的导数,二维是单位法向量对面积的导数,这是经典的高斯曲率的定义。

那和拓扑什么关系呢?就是积分起来是定下的。

\(\int_C k\, ds=2\pi\)

\(\int_S K\, d\sigma = 2\pi \chi(S)\)

这里,C是平面上的单闭曲线,S是空间中的曲面。第二个就是高斯--博内。

那空间中的单闭曲线的曲率积分是多少?Fenchel 说至少是\(2\pi\), Milnor 是本科生的时候,把Fox 写在黑板上的conjecture 错认为是作业,证明了如果曲线打结的话(nontrivial knot), 曲率积分至少是 \(4\pi\).


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三农楼主
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#2 Re: 曲率和拓扑--所谓的大范围微分几何

帖子 由 三农楼主 »

书是有点过时啦。蒸馏了所有书和人类的AI,跟它学起来又快又好,唉。

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TheMatrix
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#3 Re: 曲率和拓扑--所谓的大范围微分几何

帖子 由 TheMatrix »

三农 写了: 今天 15:25

Gauss-Bonnet 是这个的最经典的情况,是二维的。其实,一维曲线就已经有这个性质了。

首先,曲率是什么意思?曲率就是方向转的快慢。一维是单位切向量对弧长的导数,二维是单位法向量对面积的导数,这是经典的高斯曲率的定义。

高斯曲率等于两条正交曲线的曲线曲率的乘积。对吧?

上次由 TheMatrix 在 2026年 9月 25日 16:23 修改。
原因: 未提供修改原因
三农楼主
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#4 Re: 曲率和拓扑--所谓的大范围微分几何

帖子 由 三农楼主 »

TheMatrix 写了: 今天 16:22

高斯曲率等于两条正交曲线的曲线曲率的乘积。对吧?

不是任意两条正交曲线,是 两个主方向。也不是最初的曲线曲率,是法曲率--曲线曲率在法方向的投影。

这两个主方向是shape operator \(A\)的特征方向,一定是正交的。

其实就是有第一,第二基本形
\(II(v, w) = I(Av, w)\)

很像平面上有点积,那另一个对称矩阵就可以对角化,有axes。

张旺教授
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#5 Re: 曲率和拓扑--所谓的大范围微分几何

帖子 由 张旺教授 »

三农 写了: 今天 15:25

Gauss-Bonnet 是这个的最经典的情况,是二维的。其实,一维曲线就已经有这个性质了。

首先,曲率是什么意思?曲率就是方向转的快慢。一维是单位切向量对弧长的导数,二维是单位法向量对面积的导数,这是经典的高斯曲率的定义。

那和拓扑什么关系呢?就是积分起来是定下的。

\(\int_C k\, ds=2\pi\)

\(\int_S K\, d\sigma = 2\pi \chi(S)\)

这里,C是平面上的单闭曲线,S是空间中的曲面。第二个就是高斯--博内。

那空间中的单闭曲线的曲率积分是多少?Fenchel 说至少是\(2\pi\), Milnor 是本科生的时候,把Fox 写在黑板上的conjecture 错认为是作业,证明了如果曲线打结的话(nontrivial knot), 曲率积分至少是 \(4\pi\).

本科生把教授黑板上的猜想当作业做出的桥段,好像就单纯形之父Dantzig的是真的。Milnor这个是真实地吗?

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