微分几何 · 已有部分内容
第5章 三维欧氏空间中曲面的局部内蕴几何
围绕度量、联络、平行移动和测地线研究曲面的内在几何。
知识点与笔记
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5.1 引子:被束缚在曲面上的质点
印刷页 92 起。从受限运动提出曲面上的几何问题。
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5.2 度量/第一基本形式
印刷页 97 起。用第一基本形式描述切向量的长度和夹角。
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5.3 联络
印刷页 101 起。理解曲面上沿方向求导所需的结构。
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5.4 补充:向量场的交换子、Lie 括号
印刷页 105 起。通过微分运算的交换子比较向量场。
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5.5 向量的平行移动
印刷页 108 起。沿曲线比较不同点的切向量。
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5.6 测地线和指数映射
印刷页 114 起。将测地线的初值与局部几何联系起来。
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5.7 弧长变分
印刷页 121 起。通过曲线族考察弧长的变化。
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5.8 局部平坦曲面、Riemann 曲率
印刷页 127 起。用曲率刻画局部几何偏离平坦的方式。
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5.9 Riemann 曲率的性质
印刷页 134 起。整理曲率的结构性质及其相互关系。
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5.10 Jacobi 方程、局部法坐标
印刷页 138 起。研究邻近测地线的变化与局部坐标。
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5.11 常 Gauss 曲率曲面
印刷页 143 起。考察高斯曲率恒定时的曲面几何。
习题与资料
曲面面积与第一基本量 E、F、G
已有数学分析笔记《曲面积分》中的“曲面的面积”一节;配合本章 5.2 阅读参数曲面的面积公式与第一基本量。
教材定位:课程材料合册第 5 章,印刷页 92-147(PDF 第 94-149 页);节次据 PDF 第 2 页目录。