71 votos

Textos de introducción a las variedades

Anteriormente estuve estudiando algo de geometría hiperbólica y me di cuenta de que necesitaba entender las cosas en un entorno más general en términos de un "colector" que todavía no conozco.

Me preguntaba si alguien me puede recomendar algunos textos introductorios sobre las variedades, adecuados para aquellos que tienen algo de experiencia en análisis y cálculo de varias variables. Un profesor me recomendó "Analysis on Real and Complex Manifolds" de R. Narasimhan, pero es demasiado avanzado.

Eché un vistazo al texto de Loring W. Tu sobre los colectores y me pareció accesible.

73voto

TVK Puntos 131

(Otras respuestas interesantes a una pregunta similar se encuentran en Enseñanza de la topología diferencial y la geometría diferencial Puede que encuentre interesantes otros libros que se recomiendan allí).

Ya que lo mencionas, recomiendo encarecidamente la nueva edición de Tu - _"Una introducción a los colectores" ya que es accesible, pero también muy bien organizado y motivado, y básicamente parte del cálculo multivariable y termina con la cohomología de las variedades (es muy útil, por ejemplo, para obtener los antecedentes necesarios para seguir su otro texto más avanzado y centrado en la topología Bott/Tu - "Formas diferenciales en topología algebraica"_ ). Además, incluye consejos y soluciones a muchos problemas.

Un poco más avanzado y que trata ampliamente de la geometría diferencial de los colectores es el libro de Jeffrey Lee - _"Múltiples y geometría diferencial"_ (no lo confundas con los otros libros de John M. Lee que también están bien pero son demasiados y demasiado largos para cubrir el mismo material para mi gusto). Puedes usarlo como complemento al de Tu o como segunda lectura. Es mucho más completo ya que trata todo el material de Tu's pero incluye mucho más como haces vectoriales y conexiones, geometría de Riemann, etc.

Con el mismo espíritu del libro anterior, pero un poco mejor en mi opinión, e incluso más completo, es el título de Nicolaescu - _" Conferencias sobre la Geometría de los Múltiples "_ . Su tabla de contenidos tiene un alcance asombroso al tratar algunos temas avanzados que la mayoría de los libros introductorios evitan, como la geometría integral clásica, las clases características y los operadores pseudodiferenciales. Se supone que todo se construye a partir de una base de álgebra lineal y cálculo multivariable avanzado. Puede parecer un poco avanzado al principio, pero es el mejor libro para leer con/después del de Tu. Sus ejercicios son bastante resolubles y aprendí mucho con él.

Al final, mi consejo es conseguir el de Tu y si te sientes cómodo después de un tiempo con él y quieres aprender más sobre la geometría de los colectores, consigue el de Nicolaescu (o el de Lee).

Además de esto, te recomiendo encarecidamente que consigas el increíble libro de Gadea/Muñoz - _"Análisis y Álgebra en Múltiples Diferenciables: Un libro de trabajo para estudiantes y profesores"_ . Este título pasa bastante desapercibido fuera de España creo, pero es un tratado muy perspicaz y detallado de problemas resueltos sobre casi todos los temas introductorios de la geometría diferencial de las variedades.

Si buscas una alternativa a Tu's creo que la mejor es John M. Lee - _"Introducción a los Múltiples Suaves"_ Es un libro bien escrito, con un ritmo lento, que cubre todas las construcciones elementales sobre variedades y su índice es muy similar al de Tu. Otra alternativa puede ser Boothby - " Introducción a las Múltiples Diferenciables y a la Geometría Riemanniana "ya que también lo construye todo a partir del análisis multivariable. Si prefieres una transición desde las curvas diferenciales y las superficies centrándose en la geometría riemanniana tienes Kühnel - _"Geometría diferencial: Curvas, Superficies, Múltiples_ ".

Sin embargo, yo diría que una de las mejores introducciones a las variedades es el viejo libro soviético publicado por MIR, Mishchenko/Fomenko - "Un curso de geometría diferencial y topología" . Desarrolla todo desde $\mathbb{R}^n$ En el caso de los grupos de Lie, las curvas y las superficies para llegar a los colectores suaves y un montón de ejemplos (grupos de Lie, clasificación de las superficies, etc.). También está lleno de MUCHAS figuras y dibujos clásicos de cada construcción dando una motivación muy visual y geométrica. Incluso desarrolla la geometría riemanniana, la cohomología de Rham y el cálculo variacional en variedades de forma muy sencilla y sus explicaciones son muy aterrizadas. Si puedes conseguir un ejemplar de este título por un precio barato (el enlace de arriba te envía al marketplace de Amazon y hay ejemplares baratos "como nuevos") creo que merece la pena. Sin embargo, como su tratamiento es un poco anticuado, carece del tipo de formulación algebraica abstracta dura que se usa hoy en día (olvídate de funtores o secuencias exactas, como mencionan Tu o Lee), por eso creo que un tratamiento geométrico a la vieja usanza puede ser muy útil para complementar los títulos modernos para una persona que se adentre en el tema y necesite una buena base geométrica. Al final, no debemos olvidar que los antiguos maestros que fundaron la asignatura eran mucho más visuales e intuitivos que los modernos enfoques abstractos de la geometría, y esa motivación fue la que culminó en el enfoque abstracto unificado de hoy en día.

Como este último libro está agotado y la editorial ya no existe, puede interesarle mucho una copia en línea de "baja calidad" que puede ser descargado aquí (los 3 archivos enlazados en rapidshare) .

21voto

Edison Puntos 1609

Introduction to Smooth Manifolds, de John M. Lee, es un gran texto sobre el tema. Cubre un material similar al texto de Loring W. Tu. El libro de Lee es grande (~650 páginas) pero la exposición es clara y el libro está lleno de ejemplos comprensibles. Podrás encontrar apuntes del curso que siguen a este libro, y siempre es agradable ver las mismas cosas desde diferentes perspectivas.

9voto

sam Puntos 95

Por suerte, hay muchos libros buenos sobre los colectores. El libro de Lee 'Introduction to Smooth Manifolds' parece haberse convertido en el estándar, y estoy de acuerdo en que es muy claro, aunque un poco prolijo y hablador. Foundations of Differentiable Manifolds, de Warner, es un clásico "más antiguo".

Javier ya mencionó 'Manifolds and Differential Geometry' de Jeffrey Lee y el bellísimo libro de Nicolaescu. Me gustaría añadir:

Conlon - Múltiples Diferenciables

Isham - Geometría diferencial moderna para físicos

Morita - Geometría de las formas diferenciales

Michor - Temas de Geometría Diferencial

Al contrario de lo que se podría sospechar por el título, el texto de Isham es muy matemático; básicamente no hay nada de física. Se trata simplemente de una introducción muy clara a las variedades (con una introducción de 50 páginas a la topología) que abarca campos vectoriales, formas diferenciales, grupos de Lie, haces de fibras y conexiones.

Morita tiene una manera de explicar algunos temas bastante avanzados de una manera muy comprensible. Además, no teme ver un concepto desde diferentes ángulos, primero de forma elemental y luego en términos más avanzados (por ejemplo, la noción de "conexión" en un haz de vectores, luego en un haz de fibras general, y luego volviendo a ver la noción de haz de vectores con la desde la perspectiva más general).

El texto de Michor podría considerarse como un "segundo" libro de texto, al menos si se observan los temas que trata. Tiene un extenso capítulo sobre los grupos de Lie. Cubre las formas diferenciales y la cohomología de De Rham (que es donde la mayoría de los otros libros mencionados en este hilo se detienen), y luego habla de la cohomología con soporte compacto, la dualidad de Poincaré, y la cohomología de los grupos de Lie compactos conectados. A continuación, se tratan los haces y conexiones, las Múltiples Riemannianas, las Acciones de Grupo Isométricas, y la Geometría Simpléctica y de Poisson. Así que sí, es bastante pesado y probablemente no sea una introducción, aunque me ha resultado útil a veces cuando aprendí estas cosas por primera vez (hace un año).

8voto

Solignis Puntos 181

Me gusta mucho el nuevo libro de Shastri Elementos de topología diferencial principalmente porque es concisa y cubre mucho.

Sólo tiene 310 páginas, pero el tipo de letra es extremadamente pequeño, así que hay muchas cosas ahí. enter image description here

7voto

El libro de Tu es definitivamente un gran libro para leer para alguien que no sabe la primera cosa sobre los colectores. He probado muchos libros sobre la teoría de los colectores y el de Tu me parece el más amigable. El aspecto más esclarecedor, al menos para mí, es el hecho de que presenta los fundamentos del cálculo diferencial e integral en $\mathbb{R}^n$ de forma libre de coordenadas antes de mencionar lo que es un colector. Algunos podrían considerarlo aburrido, pero a mí me resultó extremadamente útil cuando se introdujeron conceptos similares para las variedades lisas abstractas. Como ya estaba familiarizado con el concepto en el caso de $\mathbb{R}^n$ En el caso de la forma 1, disponía de una buena intuición geométrica (por ejemplo, me resulta imposible entender lo que es una forma 1 (una sección transversal del haz cotangente, sí...) sin considerar primero lo que es una forma 1 en $\mathbb{R}^n$ es!). Además, este enfoque enseña a "pensar de forma libre de coordenadas", pero en el conocido espacio euclidiano con el que la mayoría de los estudiantes ya se sienten cómodos.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X