作者j0958322080 (Tidus)
看板Math
標題Re: [微積] 請簡介differential forms與manifolds
時間Tue Jan 3 11:28:39 2017
※ 引述《Arzelascoli ()》之銘言:
: Math版版友您好,假設小弟已充分涉獵過基本的大一單變數與多變數微積分
: 請教版友們,是否能深入淺出地簡介:
: * 什麼是differential forms與manifolds? 它們在微積分或高微分析是如何被運用?
: 另: 小弟擁有的微積分教科書似乎未教導differential forms與manifolds
: 如果希望深入淺出地學習這學問,那些教材書籍值得推薦?
: 註: Baby Rudin第10章有教differential forms
: 小弟有涉獵過Baby Rudin前面幾章,但聽說後面包含第10章寫得太抽象
: 所以還是再請教有深入淺出的教材書籍嗎?
就我這學期修的微分幾何來回答跟我的理解來回答,希望可以拋磚引玉:
manifolds : Something "locally" looks like R^n + some "global" condition
一開始的微分幾何會從 manifold 進入,原因是因為我們想要在他上面做微積分,
當我們取一小個部分來看的話,他可以近似成我們已經學習很久的歐式空間。
∂ ^ ^
所以在微分幾何中,你會看到 ---- 當作基底(記做dx_i),而不是常看到的 x_i。
∂x_i
那當你在這個 manifold 上面取他的基底的時候會有很多種取法,
所以在取的時候他就是一個 "form",例如我們在 S^1 上面取他的切向量,
那麼他的基底就是 f(x_i)dx_i + f(y_i)dy_i
在不同的位置取切向量會得到不同的基底,此時基底前面的東西我們叫做0-form,
也就是我們之前學到的"function",當這個 function 搭配上一個基底的時候,
我們就稱他為 1-form,也就是我們之前學到的"vector field",
如果是 function 當配上 k 的基底,我們就稱為 k-form,
所以如果是 2-form 的話就寫成f(x_i)dx_i ^ dy_i, "^" 是"wedge product",
或稱為"exterior product",有點類似我們之前所學的"cross product",
但是又有點不一樣,因為是在很噁心的空間上做外積。
講了這麼多,終於可以在這些很噁心的空間上做積分了,
我的上學期就這麼結束了,麻煩樓下幫補。
--
!!!!!!!!!!!!!!簽名檔破210000點擊率啦!!!!!!!!!!!!!!
Fw: [問卦] 電影:決勝21點的機率問題
https://goo.gl/2BpbB7 #1MfN3FgZ (joke)
1F:→ yeebon: chx64的1/2悖論真的很經典呢07/22 16:41
!!!!!!!!!!!!!!簽名檔破210000點擊率啦!!!!!!!!!!!!!!
http://imgur.com/a/fN5Bh
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.115.31.172
※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Math/M.1483414122.A.23D.html
※ 編輯: j0958322080 (140.115.31.172), 01/03/2017 11:34:12
2F:推 LiamIssac : 這部分有沒有簡單的應用或例子? 像一般的積分可以 01/03 13:12
3F:→ LiamIssac : 用來算面積之類的 01/03 13:12
4F:→ j0958322080 : Stokes' theory 01/03 13:40
5F:→ wohtp : differential form的重點倒不是拿來算東西 01/03 13:54
6F:→ wohtp : 因為微積分離不開數字,但是要怎麼把空間上每一點編 01/03 13:56
7F:→ wohtp : 上座標,這件事根本完全看你開心就好 01/03 13:57
8F:→ wohtp : 所以明明是同一樣東西,卻會因為座標的取法不同而看 01/03 13:58
9F:→ wohtp : 起來完全不同。 01/03 13:59
10F:→ wohtp : differential form與相關語言是一套漂亮的架構,幫 01/03 14:00
11F:→ wohtp : 助你講清楚,什麼是「本質」,什麼是因為你選定了特 01/03 14:01
12F:→ wohtp : 定座標系統而產生的表象 01/03 14:02
13F:→ wohtp : 但是真的要算積分……最後你還是要乖乖選一個座標, 01/03 14:03
14F:→ wohtp : 乖乖用老方法做多重積分 01/03 14:03
15F:→ j0958322080 : 不過我的理解是說我們要在這上面做微積分才有這東西 01/03 14:35
16F:推 LiamIssac : 我的想法是 這東西應該是為了某種應用的目的 (原本 01/03 18:38
17F:→ LiamIssac : 的Euclidean calculus無法用)而產生的 如果不是 那 01/03 18:38
18F:→ LiamIssac : 也太抽象了 01/03 18:38
19F:→ wohtp : 的確只是把本來的微積分抽象化,將幾何與拓樸的本質 01/04 09:49
20F:→ wohtp : 表現出來而已 01/04 09:49
21F:→ wohtp : 真的要微分積分,還是要乖乖取coordinate patch, 01/04 09:50
22F:→ wohtp : 乖乖做沒有技術含量的重積分。 01/04 09:50
23F:→ wohtp : 它的「應用」就是把座標系統搞掉以後,比較容易把 01/04 10:56
24F:→ wohtp : coordinate-independent的概念寫明白 01/04 10:56
25F:推 LiamIssac : 我看了一下網路 好像應用在數論等領域 之前看Terenc 01/04 20:09
26F:→ LiamIssac : e Tao那些人在證明數論等都有用積分形式 估計就是這 01/04 20:09
27F:→ LiamIssac : 些東西? 01/04 20:09
28F:→ wohtp : 拿來看topological invariance很好用 01/04 20:58
29F:→ wohtp : 例如只要看到Chern-Simons規範場的形式,不用算就馬 01/04 21:00
30F:→ wohtp : 上知道積分出來只能跟底下空間的topology有關 01/04 21:01
31F:→ wohtp : 不過,再說一次,那些漂亮的式子不是拿來給你真的做 01/04 21:01
32F:→ wohtp : 積分用的 01/04 21:01