Variedades Diferenciáveis (geom)
Uma variedade diferenciável é uma espaço topológico que é localmente semelhante ao espaço euclidiano, permitindo a aplicação do cálculo. Cada ponto possui uma vizinhança que é homeomorfa a um subconjunto aberto de [latex]mathbb{R}^n[/latex]. Esses sistemas de coordenadas locais, chamados cartas, estão relacionados por funções de transição suaves, formando um atlas que define a estrutura diferenciável da variedade.
Uma variedade diferenciável é o objeto central de estudo da geometria diferencial. O conceito formaliza a ideia de um "espaço curvo" de qualquer dimensão. Embora globalmente uma variedade possa ser complexa (como uma esfera ou um toro), localmente, em torno de qualquer ponto, ela se assemelha a um pedaço plano do espaço euclidiano. Essa "planicidade" local é fundamental, pois nos permite usar as ferramentas do cálculo multivariável.
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.
Essa estrutura permite a definição de espaços tangentes, campos vetoriais e formas diferenciais na variedade, independentemente de qualquer sistema de coordenadas específico. Ela fornece uma estrutura para o estudo intrínseco da geometria, sem a necessidade de imergir o espaço em um espaço ambiente de dimensão superior.
UNESCO Nomenclature: 1204
Geometria
Precursores
- Geometria euclidiana
- Geometrias não euclidianas (Lobachevsky, Bolyai)
- Teoria das superfícies por Carl Friedrich Gauss
- Sistemas de coordenadas por René Descartes
- Conceitos iniciais de topologia
Aplicações
- relatividade geral (o espaço-tempo é modelado como uma variedade lorentziana de 4 dimensões)
- Robótica (os espaços de configuração dos robôs são variedades)
- Computação gráfica (representação de superfícies complexas)
- teoria das cordas
- mecânica clássica (o espaço de fase é uma variedade simplética)
Ideias de Inovação Potencial
Devido ao tráfego de bots de coleta de dados, atualmente superior a 40 mil por dia, este conteúdo é reservado aos membros da comunidade.
> Login < ou > Registrar < (100% gratuito) para acessar isso, assim como todo o restante do conteúdo e das ferramentas restritas.
Relacionado a: variedade, topologia, estrutura diferenciável, atlas, carta, espaço euclidiano, cálculo, geometria.