A Geometric Approach to Differential Forms

Author: David Bachman

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 0817683046

Category: Mathematics

Page: 156

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This text presents differential forms from a geometric perspective accessible at the undergraduate level. It begins with basic concepts such as partial differentiation and multiple integration and gently develops the entire machinery of differential forms. The subject is approached with the idea that complex concepts can be built up by analogy from simpler cases, which, being inherently geometric, often can be best understood visually. Each new concept is presented with a natural picture that students can easily grasp. Algebraic properties then follow. The book contains excellent motivation, numerous illustrations and solutions to selected problems.
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Differentialgeometrie von Kurven und Flächen

Author: Manfredo P. do Carmo

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322850722

Category: Technology & Engineering

Page: 263

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Inhalt: Kurven - Reguläre Flächen - Die Geometrie der Gauß-Abbildung - Die innere Geometrie von Flächen - Anhang
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Differentialgeometrie, Topologie und Physik

Author: Mikio Nakahara

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662453002

Category: Science

Page: 597

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Differentialgeometrie und Topologie sind wichtige Werkzeuge für die Theoretische Physik. Insbesondere finden sie Anwendung in den Gebieten der Astrophysik, der Teilchen- und Festkörperphysik. Das vorliegende beliebte Buch, das nun erstmals ins Deutsche übersetzt wurde, ist eine ideale Einführung für Masterstudenten und Forscher im Bereich der theoretischen und mathematischen Physik. - Im ersten Kapitel bietet das Buch einen Überblick über die Pfadintegralmethode und Eichtheorien. - Kapitel 2 beschäftigt sich mit den mathematischen Grundlagen von Abbildungen, Vektorräumen und der Topologie. - Die folgenden Kapitel beschäftigen sich mit fortgeschritteneren Konzepten der Geometrie und Topologie und diskutieren auch deren Anwendungen im Bereich der Flüssigkristalle, bei suprafluidem Helium, in der ART und der bosonischen Stringtheorie. - Daran anschließend findet eine Zusammenführung von Geometrie und Topologie statt: es geht um Faserbündel, characteristische Klassen und Indextheoreme (u.a. in Anwendung auf die supersymmetrische Quantenmechanik). - Die letzten beiden Kapitel widmen sich der spannendsten Anwendung von Geometrie und Topologie in der modernen Physik, nämlich den Eichfeldtheorien und der Analyse der Polakov'schen bosonischen Stringtheorie aus einer gemetrischen Perspektive. Mikio Nakahara studierte an der Universität Kyoto und am King’s in London Physik sowie klassische und Quantengravitationstheorie. Heute ist er Physikprofessor an der Kinki-Universität in Osaka (Japan), wo er u. a. über topologische Quantencomputer forscht. Diese Buch entstand aus einer Vorlesung, die er während Forschungsaufenthalten an der University of Sussex und an der Helsinki University of Sussex gehalten hat.
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Elementare Differentialgeometrie

Author: Christian Bär

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3110224593

Category: Mathematics

Page: 356

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This textbook presents an introduction to the differential geometry of curves and surfaces. This second, revised edition has been expanded to include solutions and applications in cartography. Topics include Euclidean geometry, curve theory, surface theory, curvature concepts, minimal surfaces, Riemann geometry and the Gauss-Bonnet theorem.
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A Geometric Approach to Thermomechanics of Dissipating Continua

Author: Lalao Rakotomanana

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9780817642839

Category: Mathematics

Page: 265

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Across the centuries, the development and growth of mathematical concepts have been strongly stimulated by the needs of mechanics. Vector algebra was developed to describe the equilibrium of force systems and originated from Stevin's experiments (1548-1620). Vector analysis was then introduced to study velocity fields and force fields. Classical dynamics required the differential calculus developed by Newton (1687). Nevertheless, the concept of particle acceleration was the starting point for introducing a structured spacetime. Instantaneous velocity involved the set of particle positions in space. Vector algebra theory was not sufficient to compare the different velocities of a particle in the course of time. There was a need to (parallel) transport these velocities at a single point before any vector algebraic operation. The appropriate mathematical structure for this transport was the connection. I The Euclidean connection derived from the metric tensor of the referential body was the only connection used in mechanics for over two centuries. Then, major steps in the evolution of spacetime concepts were made by Einstein in 1905 (special relativity) and 1915 (general relativity) by using Riemannian connection. Slightly later, nonrelativistic spacetime which includes the main features of general relativity I It took about one and a half centuries for connection theory to be accepted as an independent theory in mathematics. Major steps for the connection concept are attributed to a series of findings: Riemann 1854, Christoffel 1869, Ricci 1888, Levi-Civita 1917, WeyJ 1918, Cartan 1923, Eshermann 1950.
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Einführung in die Geometrie und Topologie

Author: Werner Ballmann

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3034809018

Category: Mathematics

Page: 162

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Das Buch bietet eine Einführung in die Topologie, Differentialtopologie und Differentialgeometrie. Es basiert auf Manuskripten, die in verschiedenen Vorlesungszyklen erprobt wurden. Im ersten Kapitel werden grundlegende Begriffe und Resultate aus der mengentheoretischen Topologie bereitgestellt. Eine Ausnahme hiervon bildet der Jordansche Kurvensatz, der für Polygonzüge bewiesen wird und eine erste Idee davon vermitteln soll, welcher Art tiefere topologische Probleme sind. Im zweiten Kapitel werden Mannigfaltigkeiten und Liesche Gruppen eingeführt und an einer Reihe von Beispielen veranschaulicht. Diskutiert werden auch Tangential- und Vektorraumbündel, Differentiale, Vektorfelder und Liesche Klammern von Vektorfeldern. Weiter vertieft wird diese Diskussion im dritten Kapitel, in dem die de Rhamsche Kohomologie und das orientierte Integral eingeführt und der Brouwersche Fixpunktsatz, der Jordan-Brouwersche Zerlegungssatz und die Integralformel von Stokes bewiesen werden. Das abschließende vierte Kapitel ist den Grundlagen der Differentialgeometrie gewidmet. Entlang der Entwicklungslinien, die die Geometrie der Kurven und Untermannigfaltigkeiten in Euklidischen Räumen durchlaufen hat, werden Zusammenhänge und Krümmung, die zentralen Konzepte der Differentialgeometrie, diskutiert. Den Höhepunkt bilden die Gaussgleichungen, die Version des theorema egregium von Gauss für Untermannigfaltigkeiten beliebiger Dimension und Kodimension. Das Buch richtet sich in erster Linie an Mathematik- und Physikstudenten im zweiten und dritten Studienjahr und ist als Vorlage für ein- oder zweisemestrige Vorlesungen geeignet.
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Einführung in die Mechanik und Symmetrie

Eine grundlegende Darstellung klassischer mechanischer Systeme

Author: Jerrold E. Marsden,Tudor S. Ratiu

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642568599

Category: Mathematics

Page: 598

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Symmetrie spielt in der Mechanik eine große Rolle. Dieses Buch beschreibt die Entwicklung zugrunde liegender Theorien. Besonderes Gewicht wird der Symmetrie beigemessen. Ursache hierfür sind Entwicklungen im Bereich dynamischer Systeme, der Einsatz geometrischer Verfahren und neue Anwendungen. Dieses Lehrbuch stellt Grundlagen bereit und beschreibt zahlreiche spezifische Anwendungen. Interessant für Physiker und Ingenieure. Ausgewählte Beispiele, Anwendungen, aktuelle Verfahren/Techniken veranschaulichen die Theorie.
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Clifford Algebra to Geometric Calculus

A Unified Language for Mathematics and Physics

Author: David Hestenes,Garret Sobczyk

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9789027725615

Category: Mathematics

Page: 314

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Matrix algebra has been called "the arithmetic of higher mathematics" [Be]. We think the basis for a better arithmetic has long been available, but its versatility has hardly been appreciated, and it has not yet been integrated into the mainstream of mathematics. We refer to the system commonly called 'Clifford Algebra', though we prefer the name 'Geometric Algebra' suggested by Clifford himself. Many distinct algebraic systems have been adapted or developed to express geometric relations and describe geometric structures. Especially notable are those algebras which have been used for this purpose in physics, in particular, the system of complex numbers, the quaternions, matrix algebra, vector, tensor and spinor algebras and the algebra of differential forms. Each of these geometric algebras has some significant advantage over the others in certain applications, so no one of them provides an adequate algebraic structure for all purposes of geometry and physics. At the same time, the algebras overlap considerably, so they provide several different mathematical representations for individual geometrical or physical ideas.
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Reduction of Nonlinear Control Systems

A Differential Geometric Approach

Author: V.I. Elkin

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9401146179

Category: Science

Page: 248

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Advances in science and technology necessitate the use of increasingly-complicated dynamic control processes. Undoubtedly, sophisticated mathematical models are also concurrently elaborated for these processes. In particular, linear dynamic control systems iJ = Ay + Bu, y E M C ]Rn, U E ]RT, (1) where A and B are constants, are often abandoned in favor of nonlinear dynamic control systems (2) which, in addition, contain a large number of equations. The solution of problems for multidimensional nonlinear control systems en counters serious difficulties, which are both mathematical and technical in nature. Therefore it is imperative to develop methods of reduction of nonlinear systems to a simpler form, for example, decomposition into systems of lesser dimension. Approaches to reduction are diverse, in particular, techniques based on approxi mation methods. In this monograph, we elaborate the most natural and obvious (in our opinion) approach, which is essentially inherent in any theory of math ematical entities, for instance, in the theory of linear spaces, theory of groups, etc. Reduction in our interpretation is based on assigning to the initial object an isomorphic object, a quotient object, and a subobject. In the theory of linear spaces, for instance, reduction consists in reducing to an isomorphic linear space, quotient space, and subspace. Strictly speaking, the exposition of any mathemat ical theory essentially begins with the introduction of these reduced objects and determination of their basic properties in relation to the initial object.
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Raum, Zeit, Materie

Author: Hermann Weyl

Publisher: Рипол Классик

ISBN: 5880098028

Category: History

Page: N.A

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Allgemeine Flächentheorie

(Disquisitiones Generales Circa Superficies Curvas)

Author: Carl Friedrich Gauss,A. Wangerin

Publisher: N.A

ISBN: 9780649765799

Category:

Page: 74

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Trieste Publishing has a massive catalogue of classic book titles. Our aim is to provide readers with the highest quality reproductions of fiction and non-fiction literature that has stood the test of time. The many thousands of books in our collection have been sourced from libraries and private collections around the world.The titles that Trieste Publishing has chosen to be part of the collection have been scanned to simulate the original. Our readers see the books the same way that their first readers did decades or a hundred or more years ago. Books from that period are often spoiled by imperfections that did not exist in the original. Imperfections could be in the form of blurred text, photographs, or missing pages. It is highly unlikely that this would occur with one of our books. Our extensive quality control ensures that the readers of Trieste Publishing's books will be delighted with their purchase. Our staff has thoroughly reviewed every page of all the books in the collection, repairing, or if necessary, rejecting titles that are not of the highest quality. This process ensures that the reader of one of Trieste Publishing's titles receives a volume that faithfully reproduces the original, and to the maximum degree possible, gives them the experience of owning the original work.We pride ourselves on not only creating a pathway to an extensive reservoir of books of the finest quality, but also providing value to every one of our readers. Generally, Trieste books are purchased singly - on demand, however they may also be purchased in bulk. Readers interested in bulk purchases are invited to contact us directly to enquire about our tailored bulk rates.
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Electrodynamics

A Modern Geometric Approach

Author: William Baylis

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9780817640255

Category: Science

Page: 380

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The emphasis in this text is on classical electromagnetic theory and electrodynamics, that is, dynamical solutions to the Lorentz-force and Maxwell's equations. The natural appearance of the Minkowski spacetime metric in the paravector space of Clifford's geometric algebra is used to formulate a covariant treatment in special relativity that seamlessly connects spacetime concepts to the spatial vector treatments common in undergraduate texts. Baylis' geometrical interpretation, using such powerful tools as spinors and projectors, essentially allows a component-free notation and avoids the clutter of indices required in tensorial treatments. The exposition is clear and progresses systematically - from a discussion of electromagnetic units and an explanation of how the SI system can be readily converted to the Gaussian or natural Heaviside-Lorentz systems, to an introduction of geometric algebra and the paravector model of spacetime, and finally, special relativity. Other topics include Maxwell's equation(s), the Lorentz-force law, the Fresnel equations, electromagnetic waves and polarization, wave guides, radiation from accelerating charges and time-dependent currents, the Liénard-Wiechert potentials, and radiation reaction, all of which benefit from the modern relativistic approach. Numerous worked examples and exercises dispersed throughout the text help the reader understand new concepts and facilitate self-study of the material. Each chapter concludes with a set of problems, many with answers. Complete solutions are also available. An excellent feature is the integration of Maple into the text, thereby facilitating difficult calculations. To download accompanying Maple worksheets, please visit http://www.cs.uwindsor.ca/users/b/baylis
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Differentialgeometrie

Kurven - Flächen - Mannigfaltigkeiten

Author: Wolfgang Kühnel

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658006153

Category: Mathematics

Page: 284

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Dieses Buch ist eine Einführung in die Differentialgeometrie und ein passender Begleiter zum Differentialgeometrie-Modul (ein- und zweisemestrig). Zunächst geht es um die klassischen Aspekte wie die Geometrie von Kurven und Flächen, bevor dann höherdimensionale Flächen sowie abstrakte Mannigfaltigkeiten betrachtet werden. Die Nahtstelle ist dabei das zentrale Kapitel "Die innere Geometrie von Flächen". Dieses führt den Leser bis hin zu dem berühmten Satz von Gauß-Bonnet, der ein entscheidendes Bindeglied zwischen lokaler und globaler Geometrie darstellt. Die zweite Hälfte des Buches ist der Riemannschen Geometrie gewidmet. Den Abschluss bildet ein Kapitel über "Einstein-Räume", die eine große Bedeutung sowohl in der "Reinen Mathematik" als auch in der Allgemeinen Relativitätstheorie von A. Einstein haben. Es wird großer Wert auf Anschaulichkeit gelegt, was durch zahlreiche Abbildungen unterstützt wird. Bei der Neuauflage wurden einige zusätzliche Lösungen zu den Übungsaufgaben ergänzt.
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A Computational Differential Geometry Approach to Grid Generation

Author: Vladimir D. Liseikin

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3540342362

Category: Science

Page: 294

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The process of breaking up a physical domain into smaller sub-domains, known as meshing, facilitates the numerical solution of partial differential equations used to simulate physical systems. In an updated and expanded Second Edition, this monograph gives a detailed treatment based on the numerical solution of inverted Beltramian and diffusion equations with respect to monitor metrics for generating both structured and unstructured grids in domains and on surfaces.
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Lie's Structural Approach to PDE Systems

Author: Olle Stormark,Olle (Royal Institute of Technology Stormark, Stockholm)

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 9780521780889

Category: Mathematics

Page: 572

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A lucid and comprehensive introduction to general PDE systems for graduates and researchers.
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Liebe und Mathematik

Im Herzen einer verborgenen Wirklichkeit

Author: Edward Frenkel

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662434210

Category: Mathematics

Page: 317

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Gewöhnliche Differentialgleichungen

Author: Vladimir I. Arnold

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642564801

Category: Mathematics

Page: 344

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nen (die fast unverändert in moderne Lehrbücher der Analysis übernommen wurde) ermöglichten ihm nach seinen eigenen Worten, "in einer halben Vier telstunde" die Flächen beliebiger Figuren zu vergleichen. Newton zeigte, daß die Koeffizienten seiner Reihen proportional zu den sukzessiven Ableitungen der Funktion sind, doch ging er darauf nicht weiter ein, da er zu Recht meinte, daß die Rechnungen in der Analysis bequemer auszuführen sind, wenn man nicht mit höheren Ableitungen arbeitet, sondern die ersten Glieder der Reihenentwicklung ausrechnet. Für Newton diente der Zusammenhang zwischen den Koeffizienten der Reihe und den Ableitungen eher dazu, die Ableitungen zu berechnen als die Reihe aufzustellen. Eine von Newtons wichtigsten Leistungen war seine Theorie des Sonnensy stems, die in den "Mathematischen Prinzipien der Naturlehre" ("Principia") ohne Verwendung der mathematischen Analysis dargestellt ist. Allgemein wird angenommen, daß Newton das allgemeine Gravitationsgesetz mit Hilfe seiner Analysis entdeckt habe. Tatsächlich hat Newton (1680) lediglich be wiesen, daß die Bahnkurven in einem Anziehungsfeld Ellipsen sind, wenn die Anziehungskraft invers proportional zum Abstandsquadrat ist: Auf das Ge setz selbst wurde Newton von Hooke (1635-1703) hingewiesen (vgl. § 8) und es scheint, daß es noch von weiteren Forschern vermutet wurde.
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