图书简介
本书介绍了微分拓扑、微分几何以及微分方程的基本概念。本书的基本思想源于作者早期的《微分和黎曼流形》,但重点却从流形的一般理论转移到微分几何,增加了不少新的章节。这些新的知识为Banach和Hilbert空间上的无限维流形做准备,但一点都不觉得多余,而优美的证明也让读者受益不浅。在有限维的例子中,讨论了高维微分形式,继而介绍了Stokes定理和一些在微分和黎曼情形下的应用。给出了Laplacian基本公式,展示了其在浸入和浸没中的特征。书中讲述了该领域的一些主要基本理论,如:微分方程的存在定理、唯一性、光滑定理和向量域流,包括子流形管状邻域的存在性的向量丛基本理论,微积分形式,包括经典2-形式的辛流形基本观点,黎曼和伪黎曼流形协变导数以及其在指数映射中的应用,Cartan-Hadamard定理和变分微积分第一基本定理。目次:(第一部分)一般微分方程;微积分;流形;向量丛;向量域和微分方程;向量域和微分形式运算;Frobenius定理;(第二部分)矩阵、协变导数和黎曼几何:矩阵;协变导数和测地线;曲率;二重切线丛的张量分裂;曲率和变分公式;半负曲率例子;自同构和对称;浸入和浸没;(第三部分)体积形式和积分:体积形式;微分形式的积分;Stokes定理;Stokes定理的应用;谱理论。
目录
Foreword
Acknowledgments
PART Ⅰ General Differential Theory
CHAPTER Ⅱ Differential Calculus
1.Categories
2.Topological Vector Spaces
3.Derivatives and Composition of Maps
4.Integration and Taylor's Formula
5.The Inverse Mapping Theorem
CHAPTER Ⅱ Manifolds
1.Atlases, Charts, Morphisms
2.Submanifolds, Immersions, Submersions
3.Partitions of Unity
4.Manifolds with Boundary
CHAPTER Ⅲ Vector Bundles
1.Definition, Pull Backs
2.The Tangent Bundle
3.Exact Sequences of Bundles
4.Operations on Vector Bundles
5.Splitting of Vector Bundles
CHAPTER Ⅳ Vector Fields and Differential Equations
1.Existence Theorem for Differential Equations
2.Vector Fields, Curves, and Flows
3.Sprays
4.The Flow of a Spray and the Exponential Map
5.Existence of Tubular Neighborhoods
6.Uniqueness of Tubular Neighborhoods
CHAPTER Ⅴ Operations on Vector Fields and Differential Forms
1.Vector Fields, Differential Operators, Brackets
2.Lie Derivative
3.Exterior Derivative
4.The Poincare Lemma.
5.Contractions and Lie Derivative
6.Vector Fields and l-Forms Under Self Duality
7.The Canonical 2-Form
8.Darboux's Theorem
CHAPTER Ⅵ The Theorem ol Frobenius
1.Statement of the Theorem
2.Differential Equations Depending on a Parameter
3.Proof of the Theorem
4.The Global Formulation
5.Lie Groups and Subgroups
PART Ⅱ Metrics, Covariant Derivatives, and Riemannian Geometry
CHAPTER Ⅶ Metrics
1.Definition and Functoriality
2.The Hilbert Group
3.Reduction to the Hiibert Group
4.Hilbertian Tubular Neighborhoods
5.The Morse-Palais Lemma
6.The Riemannian Distance
7.The Canonical Spray
CHAPTER Ⅷ Covarlent Derivatives and Geodesics
1.Basic Properties
2.Sprays and Covariant Derivatives
3.Derivative Along a Curve and Parallelism
4.The Metric Derivative
5.More Local Results on the Exponential Map
6.Riemannian Geodesic Length and Completeness
CHAPTER Ⅸ curvature
1.The Riemann Tensor
2.Jacobi Lifts.
3.Application of Jacobi Lifts to Texp
4.Convexity Theorems.
5.Taylor Expansions
PART Ⅲ Volume Forms and Integration
Index
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