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微分几何引论


作者:
陈维桓
定价:
39.80元
ISBN:
978-7-04-038900-5
版面字数:
370.000千字
开本:
16开
全书页数:
318页
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2013-12-23
物料号:
38900-00
读者对象:
高等教育
一级分类:
数学与统计学类
二级分类:
数学与统计学类其他课程
三级分类:
其他课程

本书是现代微分几何的入门教材。自从20世纪50年代以来,以“内蕴”和“大范围”为特点的现代微分几何为现代数学的研究提供了必不可少的语言、思想和方法。通常认为,关于微分流形的基础理论和联络、黎曼度量等几何结构的课程是数学研究生必修的基础课,对于数学研究生学习和理解现代数学有重要意义。课程的主要内容有:张量和外形式、微分流形、切向量场、光滑张量场和外微分式、李群的初步知识、联络。

本书的前身是陈省身和陈维桓合著的《微分几何讲义》,以及陈维桓编著的《微分流形初步》。作者在北京大学和首都师范大学长期开设有关课程,积累了丰富的教学经验。特别是本书以作者在首都师范大学的教学为基础,在内容取材、概念讲解、例题演示、习题选配方面下了很多工夫,使得全书的内容更加精简,系统更加合理,并且更加适应于微分几何知识在更大范围内的普及。本书从微分流形的基本概念着手,强调每一种数学结构引进的目的和功能,使得每一章节的重点突出,读者也更加容易理解和接受。特别是在书中讲解了多达40道的例题,提供了从理论到习题的范例。本书在介绍了微分流形的基础理论之后,重点放在联络的理论,最后讲解了在现代数学中有广泛应用的Chern示性类,体现了教材内容的先进性。

本书可以作为综合大学、高等师范院校基础数学专业研究生学习现代微分几何的教材,也可以作为应用数学、力学和物理学相关专业的学生和教师的参考书。

  • 前辅文
  • 绪论
  • 第一章 张量和外形式
    • 1.1 向量空间和对偶向量空间
      • 1.1.1 n维向量空间
      • 1.1.2 对偶向量空间
      • 1.1.3 Einstein和式约定
      • 1.1.4 向量空间及其对偶向量空间的基底变换
      • 1.1.5 向量空间及其对偶向量空间中元素的分量的变换公式
    • 1.2 张量
      • 1.2.1 协变张量
      • 1.2.2 1 阶反变、r阶协变的张量
      • 1.2.3 r 阶反变、s阶协变的张量
      • 1.2.4 张量的缩并
      • 1.2.5 欧氏向量空间
    • 1.3 外形式
      • 1.3.1 r 次外形式
      • 1.3.2 广义Kronecke-&记号
      • 1.3.3 反对称化运算
      • 1.3.4 外积
      • 1.3.5 r次外形式空间^rV*的基底
      • 1.3.6 外多项式
      • 1.3.7 线性映射的诱导映射
    • 习题一
  • 第二章 微分流形
    • 2.1 拓扑流形
      • 2.1.1 拓扑结构
      • 2.1.2 拓扑基
      • 2.1.3 连续函数和连续映射
      • 2.1.4 几个拓扑性质
      • 2.1.5 n 维拓扑流形
    • 2.2 光滑流形
      • 2.2.1 C∞坐标覆盖
      • 2.2.2 光滑流形的例子
      • 2.2.3 光滑函数和光滑映射
    • 2.3 单位分解定理
      • 2.3.1 截断函数
      • 2.3.2 局部定义的光滑函数扩充成为大范围定义的光滑函数
      • 2.3.3 若干拓扑概念和引理
      • 2.3.4 单位分解定理
    • 习题二
  • 第三章 切向量场
    • 3.1 切空间
      • 3.1.1 切向量
      • 3.1.2 切空间
      • 3.1.3 切空间T_pM的基底和维数
      • 3.1.4 切空间T_pM的自然基底在局部坐标变换时的变换规律
      • 3.1.5 余切向量和余切空间
      • 3.1.6 切映射
      • 3.1.7 光滑映射在一点的秩
      • 3.1.8 余切映射
    • 3.2 切向量场
      • 3.2.1 切丛
      • 3.2.2 C∞切向量场
      • 3.2.3 C∞切向量场作为作用在光滑函数上的算子
      • 3.2.4 C∞切向量场的Poisson括号积
      • 3.2.5 C∞切向量场Poisson括号积的局部坐标表示
      • 3.2.6 在光滑流形之间的光滑映射下相关的光滑切向量场
    • 3.3 光滑流形上的单参数变换群
      • 3.3.1 单参数变换群
      • 3.3.2 单参数变换群的诱导切向量场
      • 3.3.3 局部单参数变换群
      • 3.3.4 M上的光滑切向量场生成局部单参数变换群
      • 3.3.5 紧致光滑流形上的光滑切向量场生成单参数变换群
      • 3.3.6 在C∞同胚下不变的光滑切向量场
      • 3.3.7 李导数
    • 习题三
  • 第四章 光滑张量场和外微分式
    • 4.1 光滑张量场
      • 4.1.1 (r,s)型张量丛
      • 4.1.2 光滑的(r,s)型张量场
      • 4.1.3 r 阶协变张量场
      • 4.1.4 作为r重线性映射的r阶协变张量场
      • 4.1.5 r 阶协变张量场的李导数
      • 4.1.6 r 次外微分式
    • 4.2 外微分式的外微分
      • 4.2.1 外微分
      • 4.2.2 外微分运算唯一性的证明
      • 4.2.3 外微分运算存在性的证明
      • 4.2.4 外微分的求值公式
      • 4.2.5 拉回映射和外微分
    • 4.3 外微分式的积分
      • 4.3.1 向量空间的定向
      • 4.3.2 可定向微分流形
      • 4.3.3 可定向微分流形的判定定理
      • 4.3.4 n 次外微分式在n维有向光滑流形上的积分
    • 4.4 Stokes 定理
      • 4.4.1 微积分基本定理
      • 4.4.2 带边区域和它的边界
      • 4.4.3 有向光滑流形中带边区域的边界的诱导定向
      • 4.4.4 Stokes 定理
      • 4.4.5 Stokes 定理的证明
      • 4.4.5.1 U∩aD=Ø情形
      • 4.4.5.2 U∩aD=Ø的情形
    • 习题四
  • 第五章 李群的初步知识
    • 5.1 李群的定义
      • 5.1.1 定义
      • 5.1.2 李群的例子
      • 5.1.3 李群上的光滑同胚
    • 5.2 李群的李代数
      • 5.2.1 左不变向量场
      • 5.2.2 李群的李代数
      • 5.2.3 李群的结构常数的局部坐标表达式
      • 5.2.4 李氏基本定理
      • 5.2.5 若干计算实例
    • 5.3 Maurer-Cartan形式
      • 5.3.1 左不变微分式
      • 5.3.2 左不变微分式构成李群的李代数的对偶向量空间
      • 5.3.3 左不变微分式的局部坐标表达式
      • 5.3.4 Maurer-Cartan方程
    • 5.4 指数映射
      • 5.4.1 李群的单参数子群
      • 5.4.2 左不变向量场生成的单参数变换群
      • 5.4.3 由X∈T_eG生成的单参数子群X
      • 5.4.4 指数映射及其性质
    • 5.5 李氏变换群
      • 5.5.1 李氏变换群的定义
      • 5.5.2 李氏变换群的例子
      • 5.5.3 有效作用和自由作用的李氏变换群
      • 5.5.4 基本向量场
    • 习题五
  • 第六章 联络
    • 6.1 联络的概念
      • 6.1.1 光滑流形上的联络
      • 6.1.2 联络的局部坐标表达式
      • 6.1.3 联络系数在局部坐标变换时的变换公式
      • 6.1.4 联络的存在性
      • 6.1.5 联络形式
    • 6.2 仿射联络空间
      • 6.2.1 光滑切向量场的协变导数和协变微分
      • 6.2.2 光滑张量场的协变导数和协变微分
      • 6.2.3 切向量沿曲线的平行移动
      • 6.2.4 挠率张量和曲率张量
      • 6.2.5 挠率张量和曲率张量是仿射联络空间偏离仿射空间的量度
      • 6.2.6 挠率形式和曲率形式
    • 6.3 黎曼流形上的黎曼联络
      • 6.3.1 黎曼几何的基本定理
      • 6.3.2 黎曼联络的联络形式
      • 6.3.3 黎曼曲率张量
      • 6.3.4 截面曲率
      • 6.3.5 常曲率空间的黎曼曲率张量
      • 6.3.6 Ricci 曲率和数量曲率
    • 6.4 向量丛上的联络论
      • 6.4.1 向量丛
        • 6.4.1.1 向量丛的定义
        • 6.4.1.2 转移函数族
        • 6.4.1.3 向量丛的截面
        • 6.4.1.4 黎曼向量丛
      • 6.4.2 向量丛上的联络
      • 6.4.3 曲率形式和Bianchi恒等式
      • 6.4.4 黎曼向量丛上的相容联络
      • 6.4.5 Pontryagin示性类
        • 6.4.5.1 矩阵的特征多项式
        • 6.4.5.2 Pontryagin 示性式
        • 6.4.5.3 陈省身Weil定理
      • 6.4.6 复向量丛和陈省身示性类
        • 6.4.6.1 复向量空间
        • 6.4.6.2 Hermite 向量空间
        • 6.4.6.3 复向量丛
        • 6.4.6.4 复向量丛上的联络
        • 6.4.6.5 陈省身示性类
    • 习题六
  • 附录 一阶偏微分方程组的可积性
  • 部分习题答案或提示
  • 参考文献
  • 索引