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Differential Geometry (H)

Fall 2025


Notices

2.

1. Tuesday Lecture room 5507: (14:00-15:35);Thursday Lecture room 5507: (07:50-09:25).


Lectures and excercises

Lecture 1概要:空间的弯曲.

Lecture 2 欧氏空间:向量运算、欧氏变换、向量分析、微分1形式 .

Lecture 3 欧氏空间上的微分形式和外微分运算.

Lecture 4 正则曲线. 平面曲线:密切圆和曲率;Frenet标架和带符号曲率;一般参数计算公式.

Lecture 5 平面曲线曲率的符号;平面曲线基本定理;空间曲线:密切平面与密切圆,Frenet标架和挠率.

Lecture 6 圆柱螺旋线;曲率和挠率的计算公式;挠率的几何意义;刚体运动不改变曲率和挠率.

Lecture 7 空间曲线的基本定理;正则曲面;切平面和法向量;例子.

Lecture 8 参数变换;第一基本形式;高斯曲率及其第一个显式公式.

Lecture 9 高斯曲率和法曲率;欧拉公式;第二基本形式.

Lecture 10 第二基本形式与参数变换;Weingarten变换.

Lecture 11 环面;高斯绝妙定理;平均曲率和极小曲面.

Lecture 12 二次曲面;密切抛物面;椭圆点,双曲点,抛物点,平点;脐点.

Lecture 13 旋转曲面;常高斯曲率旋转曲面;伪球面.

Lecture 14旋转曲面中的极小曲面:悬链面;直纹面:可展面 .

Lecture 15 直纹面中的极小曲面:正螺面;曲面论基本定理引论.

Lecture 16 自然标架运动方程;结构方程。

Lecture 17 曲面论基本定理;正交活动标架引论。

Lecture 18 正交活动标架运动方程;外微分;结构方程(I)。

Lecture 19 正交活动标架的结构方程(II); 常主曲率曲面。

Lecture 20 曲面的内蕴几何学引论;等距变换;曲线长度第一变分;测地线和测地曲率。

Lecture 21 测地线存在唯一性;Liouville 公式;协变导数和平行移动 。

Lecture 22 平行移动和联络;纬线圈上平行移动和福柯摆;法坐标系。

Lecture 23 高斯引理;测地线局部最短性;常高斯曲率曲面;测地三角形的高斯曲率积分。

Lecture 24 局部高斯博内公式;沿闭曲线平行移动的向量场的角差。

Lecture 25 平面曲线的旋转指数定理;三维欧氏空间中的整体曲面;。

Lecture 26 整体高斯博内公式;处处非零光滑切向量场存在性。

Lecture 27 Poincare-Hopf指标公式;Jacobi's remarkable curve theorem。

Lecture 28 极值原理;球面的刚性:Liebman定理。

Lecture 29 凸曲面:Hadamard定理; 紧致曲面:积分公式。

Lecture 30 支撑函数;积分公式对凸曲面的应用;卵形面的刚性(I)。

Lecture 31 卵形面的刚性(II);Minkowski问题。

Lecture 32 Hilbert定理:完备曲面;常负高斯曲率曲面用渐近线夹角给出的局部刻画。

Lecture 33 Hilbert定理:sine-Gordon方程;渐近Chebyshev网。

Week 1

Homework 1.

Week 2

Homework 2.

Week 3

Homework 3.

Week 4

Homework 4.

Week 5 Homework 5.

Week 6

Homework 6.

Week 7

Homework 7.

Week 8

Homework 8.

Week 9

Homework 9.

Week 10

Homework 10.

.

Week 11

Homework 11.

Week 12

Homework 12.

Week 13

Homework 13.

Week 14

Homework 14.

Week 15

Homework 15.


References

1


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