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Ejemplos concretos y cálculos en geometría diferencial

He estado estudiando geometría diferencial por mi cuenta durante algún tiempo. He estudiado una buena cantidad de la teoría general básica y he pasado por muchos de los ejercicios de varios libros de texto.

Últimamente me he dado cuenta de lo inmenso (y abrumador) que es realmente la geometría diferencial. Creo que tengo un buen entendimiento de los objetos básicos. Por ejemplo, puedo cambiar de una descripción global a una local con comodidad, y hacer la mayoría de los cálculos simbólicos utilizando los objetos básicos de la teoría y no confundirme sobre lo que estoy haciendo, ya que entiendo las operaciones y el contexto (por ejemplo, demostrando el teorema fundamental de la geometría Riemanniana, demostrando propiedades generales de las conexiones y sus tensores de curvatura, demostrando varias identidades sobre diferentes derivaciones, demostrando el teorema de Frobenius etc.).

Mi problema radica en ejemplos y cálculos concretos. He tenido poca o ninguna experiencia con ellos y francamente me asustan. Los únicos ejemplos con los que he trabajado antes son esferas y espacios proyectivos (y un poco de algunos grupos de matrices y grassmanianos). Y aun con ellos siento que mi experiencia es bastante breve. La mayoría de los problemas de los libros de texto que resolví eran teoría general, lo cual es genial y gratificante, pero siento que estoy desequilibrado en este momento.

¿Por qué el conjunto de ejemplos que he encontrado hasta ahora en los libros de texto es tan pequeño?

¿Es el caso que necesitas mucha maquinaria antes de poder realmente abordar más ejemplos?

¿Qué me recomendarías hacer?

Editar: Aquí están los libros principales de los que he estudiado (admito que no fui completamente exhaustivo, sin embargo, rara vez omitía un problema de ejercicio de un capítulo que estuve leyendo):

  • guilliam and pollack
  • Liviu - geometría de variedades (aproximadamente el primer tercio del libro).
  • Jefferey Lee - variedades y geometría diferencial (hasta el capítulo 8).

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Fei Li Puntos 445

Puede intentar la nota de Reyer Sjamaar "Manifolds and Differential Forms":

http://www.math.cornell.edu/~sjamaar/manifolds/manifold.pdf


Agregar: Un libro reciente y bueno es Differential Forms: Theory and Practice (2014) por Steven H. Weintraub. Me encontré con este libro en una reseña en American Mathematical Monthly:

Garrity, Thomas. Differential Forms: Theory and Practice. American Mathematical Monthly, Volumen 123, Número 4, Abril 2016, pp. 407-412(6).

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Mark Fantini Puntos 4364

El libro Análisis y Álgebra en Variedades Diferenciables: Un Cuaderno de Trabajo para Estudiantes y Profesores parece ser perfectamente adecuado para tus propósitos. Tiene capítulos con muchos ejemplos concretos y cálculos sobre

  1. Variedades Diferenciables
  2. Campos Tensoriales y Formas Diferenciales
  3. Integración en Variedades
  4. Grupos de Lie
  5. Haces Fibrados
  6. Geometría Riemanniana

3voto

matthieu Puntos 108

He tenido una experiencia similar a la tuya, aunque probablemente no profundicé tanto en la teoría, pero recientemente leí un documento que realiza un aprendizaje métrico, con un enfoque de geometría diferencial: http://files.is.tue.mpg.de/shauberg/papers/NIPS2012/paper.pdf

Me gustó este documento porque fue el primero que vi que realiza una computación numérica real de geodésicas, mapas exponenciales y logarítmicos. Aunque, la computación se basa en que la función tensorial métrica es simplemente un promedio ponderado de tensores métricos conocidos en ciertos puntos del espacio, y el promedio se realiza con funciones de base gaussiana, lo que asegura la suavidad de la métrica.

Después busqué en Google geometría riemanniana computacional y encontré este documento: https://hal.inria.fr/inria-00616104/document, que utiliza la geometría diferencial para la anatomía computacional. Es una aplicación frecuente ya que las máquinas que escanean el cerebro producen imágenes de tensores de difusión, es decir, un tensor por punto muestreado.

No sé si responde a tu pregunta, pero me parece que estabas buscando aplicaciones numéricas de la geometría diferencial, espero que te ayude.

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