Varietà differenziabili (geom)
Una varietà differenziabile è una spazio topologico che è localmente simile allo spazio euclideo, consentendo l'applicazione del calcolo infinitesimale. Ogni punto ha un intorno omeomorfo a un sottoinsieme aperto di [latex]mathbb{R}^n[/latex]. Questi sistemi di coordinate locali, chiamati carte, sono correlati da funzioni di transizione lisce, formando un atlante che definisce la struttura differenziabile della varietà.
Una varietà differenziabile è l'oggetto centrale di studio della geometria differenziale. Il concetto formalizza l'idea di uno "spazio curvo" di qualsiasi dimensione. Mentre globalmente una varietà può essere complessa (come una sfera o un toro), localmente, attorno a qualsiasi punto, appare come una porzione piana dello spazio euclideo. Questa "piattezza" locale è fondamentale, poiché ci permette di utilizzare gli strumenti del calcolo multivariabile.
The formal definition involves a set of points M, a topology on M, and an atlas. An atlas is a collection of charts, where each chart is a pair (U, φ), with U being an open subset of M and φ being a homeomorphism from U to an open subset of [latex]\mathbb{R}^n[/latex]. For any two overlapping charts, (U, φ) and (V, ψ), the transition map [latex]\psi \circ \phi^{-1}[/latex] from [latex]\phi(U \cap V)[/latex] to [latex]\psi(U \cap V)[/latex] must be a diffeomorphism (infinitely differentiable with a differentiable inverse). This compatibility condition ensures that calculus performed in one coordinate system is consistent with calculus performed in another.
Questa struttura consente la definizione di spazi tangenti, campi vettoriali e forme differenziali sulla varietà, indipendentemente da qualsiasi sistema di coordinate specifico. Fornisce un quadro per studiare la geometria intrinsecamente, senza dover incorporare lo spazio in uno spazio ambiente di dimensione superiore.
UNESCO Nomenclature: 1204
- Geometria
Precursori
- geometria euclidea
- Geometrie non euclidee (Lobachevsky, Bolyai)
- Teoria delle superfici di Carl Friedrich Gauss
- Sistemi di coordinate di René Descartes
- Primi concetti di topologia
Applicazioni
- relatività generale (lo spaziotempo è modellato come una varietà lorentziana 4d)
- robotica (gli spazi di configurazione dei robot sono collettori)
- computer grafica (rappresentazione di superfici complesse)
- teoria delle stringhe
- meccanica classica (lo spazio delle fasi è una varietà simplettica)
Idee e potenziali innovazioni
A causa dell'eliminazione del traffico generato dai bot, che attualmente supera i 40.000 al giorno, questo contenuto è riservato ai membri della community.
> Accedi O > Registrati L'accesso a questo contenuto, così come a tutti gli altri contenuti e strumenti riservati, è (100% gratuito).
Argomenti correlati: varietà, topologia, struttura differenziabile, atlante, grafico, spazio euclideo, calcolo infinitesimale, geometria.