Uniwersytet Warszawski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Geometria różniczkowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1000-135GR
Kod Erasmus / ISCED: 11.163 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0541) Matematyka Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Geometria różniczkowa
Jednostka: Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki
Grupy: Przedmioty fakultatywne dla studiów 2 stopnia na matematyce
Przedmioty obieralne na studiach drugiego stopnia na kierunku bioinformatyka
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: angielski
Kierunek podstawowy MISMaP:

fizyka
informatyka
matematyka

Rodzaj przedmiotu:

fakultatywne

Założenia (opisowo):

Algebra liniowa i analiza matematyczna wielu zmiennych. Podstawy topologii. Geometria różniczkowa krzywych i powierzchni w R^3.

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Abstrakcyjne rozmaitości gładkie, przekształcenia gładkie. Wektory styczne i pochodna przekształcenia gładkiego. Pola wektorowe jako różniczkowania i potoki. Nawias Lie. Wiązka styczna. Wiązki wektorowe i operacje na nich. Pola tensorowe. Foliacje i twierdzenie Frobeniusa. Formy rózniczkowe, pochodna zwnętrzna i twierdzenie Stokesa. Koneksje afiniczne, metryki Riemanna, geodezyjne,krzywizna, tensor krzywizny i tensor Ricci. Rozmaitości geodezyjnie zupełne. Rozmaitości stałej krzywizny (space form problem). Grupy i algebry Liego.

Pełny opis:

1. Abstrakcyjne rozmaitości gładkie (także z brzegiem), podrozmaitości. Przekształcenia gładkie i dyfeomorfizmy. Konstrukcje rozmaitości .

2. Pierścień funkcji gładkich. Gładki rozkład jedności.

3. Wektory styczne: interpretacje geometryczna, fizyczna i algebraiczna.. Pochodna przekształcenia gładkiego. Submersje, immersje i zanurzenia rozmaitości.

4. Wiązka styczna; pola wektorowe ich interpretacje (potoki, różniczkowania). Algebra Lie pól wektorowych.

5. Wiązki wektorowe i przeniesienie na nie operacji algebry liniowej. Przykłady struktur na wiązce stycznej (orientacja, zespolona, metryka Riemanna, symplektyczna)

6. Pola tensorowe. Formy różniczkowe. Różniczka zewnętrzna, całkowanie form i twierdzenie Stokes. Kohomologie de Rhama.

7. Dystrybucje, foliacje i struktury kontaktowe na rozmaitościach. Twierdzenie Frobeniusa.

8. Różniczkowanie pól wektorowych. Koneksja afiniczna. Przeniesienie równoległe. Geodezyjne.

9. Rozmaitości riemannowskie i koneksja wyznaczona przez metrykę Riemanna.

10. Tensor krzywizny. Krzywizna sekcyjna i skalarna.

11. Rozmaitości geodezyjnie zupełne. Twierdzenie Hopfa - Rinowa.

12. Rozmaitości o stałej krzywiźnie (Space Form Problem).

13. Algebry i grupy Liego. Algebra pól lewo-niezmienniczych, podgrupy jednoparametrowe i odwzorowanie exp. Odpowiedniość miedzy grupami i algebrami. (informacyjnie)

Literatura:

Aubin, T. A Course in Differential Geometry. AMS, Graduate Studies in Mathematics, vol. 27, 2001.

Baer, Ch. "Differential Geometry" https://www.math.uni-potsdam.de/fileadmin/user_upload/Prof-Geometrie/Dokumente/Lehre/Lehrmaterialien/skript-DiffGeo-engl.pdf

Białynicki-Birula, A. "Geometria różniczkowa II. " Skrypt wykładów. http://www.mimuw.edu.pl/~bbirula/matdyd/g_roz99_00/wyk1.pdf

Grabowska, K. "Notatki do wykładu Geometria Różniczkowa" Wydział Fizyki UW, 2019. https://www.fuw.edu.pl/~konieczn/geometria/geometry_lecture_2_0.pdf

Kijowski, J. "Geometria różniczkowa jako narzędzie nauk przyrodniczych" CSZ Politechnika Warszawska. http://old.cft.edu.pl/~kijowski/Dydaktyczne/GEOMETR.pdf

Lee, J.M. "Manifolds and Differential Geometry." AMS Graduate Studies in Mathematics Volume: 107; 2009

Spivak,M. "A Comprehensive Introduction to Differential Geometry. Volumes I-V", Publish or Perish, 1999.

Sternberg, S.. Lectures on Differential Geometry. Prentice–Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1964.

Efekty uczenia się:

Student rozumie:

- pojęcie abstrakcyjnej rozmaitości, wektorów stycznych do niej i ich różne interpretacje, konstrukcję pochodnej odwzorowania gładkiego. Rolę algebry funkcji gładkich.

- różne interpretacje pół wektorowych i ich nawiasu Lie

- pojęcie wiązki wektorowej i przeniesienia na wiązki wektorowe konstrukcji znanych z algebry liniowej. Struktury na wiązkach (orientacja, metryka, symplektyczna etc.)

- dlaczego na rozmaitości całkuje się formy różniczkowe. Geometryczny sens tw. Stokesa.

- pojęcie pochodnej kowariantnej i przeniesienia równoległego (koneksji) jako dodatkowej struktury na rozmaitości

- jak metryka Riemanna wyznacza zgodną z nią konkeksję.

Student zna przykłady:

- abstrakcyjnych rozmaitości: przestrzeni rzutowych, powierzchni, rozmaitości konstruowanych jako przestrzenie orbit działań grup. Grupy Lie.

- rozmaitości stałej krzywizny; w szczególności geometrie hiperboliczne;

- przeniesienia równoległego i geodezyjnych na konkretnych rozmaitościach.

Student potrafi przedstawić argumenty geometryczne na rysunkach i sformułowac na piśmie rozumowania matematyczne.

Metody i kryteria oceniania:

Ocena końcowa na podstawie przedstawionego eseju i dwuczęściowego egzaminu pisemnego składającego się z testu oraz zadań.

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (zakończony)

Okres: 2024-02-19 - 2024-06-16
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Benjamin Warhurst
Prowadzący grup: Oskar Kędzierski, Benjamin Warhurst
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/25" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2025-02-17 - 2025-06-08

Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Benjamin Warhurst
Prowadzący grup: Oskar Kędzierski, Benjamin Warhurst
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.
ul. Banacha 2
02-097 Warszawa
tel: +48 22 55 44 214 https://www.mimuw.edu.pl/
kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.0.4.0-7ba4b2847 (2024-06-12)