坪井俊:幾何学Ⅰ 多様体入門

作成日:2024-07-23
最終更新日:

概要

「はじめに」から引用する:

本書では大学 1, 2 年次の線形代数,微分積分,ベクトル解析,常微分方程式,そして集合と位相の基礎をおおむね習得した学生を対象に,微分可能多様体の枠組みについて解説する.(後略)

本文中には問題があり、巻末にはその章の問題の解答がある。

感想

私は大学 1, 2 年次の数学を習得したとはいえない者なので、この本の内容は難しい。

「第 2 章 ユークリッド空間内の多様体」で、ユークリッド空間内の多様体とは何かが p.34 で解説される。以下引用する。

この定理の仮定を満たす図形 `M` をユークリッド空間 `RR^n` 内の `p` 次元部分多様体と呼ぶ.

この定理とは、本書 pp.32-33 にある定理 2.2.1 のことである。`RR^n` の部分集合 `M` について 3 種類の性質が同値であることを述べている。これ以上はわからない。がっくりである。

別の問題をみてみよう。pp.37-38 にある例題 2.4.1 である。この問題だけ見れば高校までの数学で解けそうだ。

【例題 2.4.1】`S^2 = {(x_1, x_2, x_3) in RR^3 | x_1^2 + x_2^2+x_3^2 = 1}` 上の関数を

`f(x_1, x_2, x_3) = x_1^2 + 2x_2^2 + 3x_3^2`
で定める.`f(x_1, x_2, x_3)` はどのような値をとるか,また,実数 `y` に対し `f^(-1)(y)` はどのような図形であるかを論ぜよ.

解答は省略する。p.39 では解答を受けて次のように結んでいる。

(前略)多様体がユークリッド空間内にあることは,このような問題を扱うときには役に立っていないのである.

うーむ、局所座標を使うのが適切だとはわかっていても、こうなのか。これは大変だ。

「第 5 章 多様体上の関数」のp.99 から引用する。

多様体の形を理解する方法は,それをよくわかる多様体から構成的に理解することである.まず,球面 `S^n` であり, 次にそれらの直積 `S^m times S^n` である.また,次元が 1, 2 の多様体はよくわかっている.

わたしはまだ多様体の形を理解していないけれど、構成的に理解できるように、このことばは覚えておこう。

大学数学の入門

数式記述

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書誌情報

書名 幾何学Ⅰ 多様体入門
著者 坪井俊
発行日 2005 年 4 月 20 日 初版
発行元 東京大学出版会
定価 2600 円(本体)
サイズ A5版 *** ページ
ISBN 4-13-062954-9
その他 川口市立図書館にて借りて読む

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