黎曼幾何在工程上有什麼用?

2025-02-20 20:30:12 字數 2785 閱讀 1297

1樓:網友

學習黎曼幾何要什麼數學基礎~?

學習黎曼幾何,有高中幾何基礎就行。

現行初中課本的《平面幾何》和高中課本的《立體幾何》都關是歐幾里得幾何,簡稱歐氏幾何。歐氏幾何已有千多年的歷史。十八世紀出現的黎曼幾何和羅巴切夫斯基幾何與歐氏幾何乙個最明顯的區別在於一條公理:

歐氏公理:過直線l外一點能且僅能作一條直線與直線l行。

黎氏公理:過直線l外一點不能作直線與直線l行。

羅氏公理:過直線l外一點能作無數條直線與直線l行。

由於公理系統中有不同公理,於是產生了許多不同定理和公式,例如:

歐氏空間中:三角形三內角和為180°

黎氏空間中:三角形三內角和小於180°

羅氏空間中:三角形三內角和大於180°

學習黎曼幾何與學習歐氏幾何差不多,由於歐氏幾何在大多數人中根深蒂固,所以開始學黎曼幾何有時感到彆扭,但。

只要抓住公理系統進行嚴格推理,就能學好。

2樓:網友

在齒輪機械方面比較有用。

黎曼幾何的產生意義和發展史

3樓:科技阿胡

黎曼幾何是非歐幾何的帶敗一種,亦稱橢圓幾何。德國數學家黎曼,對空間與幾何的概念作了深入的研究,於1854年發表《論作為幾何學基礎的假設》一文,創立了黎曼幾何。

黎曼幾何是德國數學家黎曼創立的。他在1851年所作的一篇**《論幾何學作為基礎的假設》中明確的提出另一種幾何學的存在,開創了幾何學的一片新的廣闊領域。

黎曼幾何中的一條基本規定是:在同一平面內任何兩條直線都有公共點(交點)。在黎曼幾何學中高行帶不承認平行線的存在,它的另一條公設講:直線可以無限延長,但總的長度是有限戚蘆的。

歐氏幾何、羅氏幾何、黎曼幾何是三種各有區別的幾何。這三中幾何各自所有的命題都構成了乙個嚴密的公理體系,各公理之間滿足和諧性、完備性和獨立性。因此這三種幾何都是正確的。

近代黎曼幾何在廣義相對論裡得到了重要的應用。在物理學家愛因斯坦的廣義相對論中的空間幾何就是黎曼幾何。

黎曼幾何在實際中的作用

4樓:寂夜遠征

黎曼幾何中的乙個基本問題是微分形式的等價性問題。該問題大約在1869年前後由克里斯托費爾和r.李普希茨等人解決。

前者的解包含了以他的姓命名的兩類克里斯托費爾記號和協變微分概念。在此基礎上g.裡奇發展了張量分析方法,這在廣義相對論中起了基本數學工具的作用。

他們進一步發展了黎曼幾何學。

但在黎曼所處的時代,李群以及拓撲學還沒有發展起來,因此黎曼幾何只限於小範圍的理論。大約在1925年h.霍普夫才開始對黎曼空間的微分結構與拓撲結構的關係進行了研究。

隨著微分流形精確概念的確立,特別是e.嘉當在20世紀20年代開創並發展了外微分形式與活動標架法,建立了李群與黎曼幾何之間的聯絡,從而為黎曼幾何的發展奠定重要基礎,並開闢了廣闊的園地,影響極其深遠。並由此發展了線性聯絡及纖維叢的研究。

愛因斯坦。1915年,a.愛因斯坦運用黎曼幾何和張量分析工具創立了新的引力理論——廣義相對論。使黎曼幾何(嚴格地說洛倫茲幾何)及其運算方法(裡奇演算法)成為廣義相對論研究的有效數學工具。

而相對論近年的發展則受到整體微分幾何的強烈影響。例如向量叢和聯絡論構成規範場(楊-公尺爾斯場)的數學基礎。

1944年陳省身給出n維黎曼流形高斯-博內公式的內蘊證明,以及他關於埃爾公尺特流形的示性類的研究,引進了後來通稱的陳示性類,為大範圍微分幾何提供了不可缺少的工具併為複流形的微分幾何與拓撲研究開創了先河。半個多世紀,黎曼幾何的研究從區域性發展到整體,產生了許多深刻的結果。黎曼幾何與偏微分方程、多複變函式論、代數拓撲學等學科互相滲透,相互影響,在現代數學和理論物理學中有重大作用。

什麼是黎曼幾何?

5樓:風舞塵煙

黎曼(德,1826-1866年):幾何觀點,黎曼面。1851年博士**《單複變函式一般理論基礎》,其重要性恰如著名數學家阿爾福斯(芬-美,1907-1996年)所說:

這篇**不僅包含了現代複變函式論主要部分的萌芽,而且開啟了拓撲學的系統研究,革新了代數幾何,併為黎曼自己的微分幾何研究鋪平了道路。此外,建立了柯西-黎曼條件,真正使這方程成為複分析大廈的基石,揭示出複函式與實函式之間的深刻區別,黎曼對映定理。

黎曼流形上的幾何學。德國數學家黎曼19世紀中期提出的幾何學理論。1854年黎曼在哥廷根大學發表的題為《論作為幾何學基礎的假設》的就職演說,通常被認為是黎曼幾何學的源頭。

在這篇演說中,黎曼將曲面本身看成乙個獨立的幾何實體,而不是把它僅僅看作歐幾里得空間中的乙個幾何實體。他首先發展了空間的概念,提出了幾何學研究的物件應是一種多重廣義量 ,空間中的點可用n個實數(x1,……xn)作為座標來描述。這是現代n維微分流形的原始形式,為用抽象空間描述自然現象奠定了基礎。

這種空間上的幾何學應基於無限鄰近兩點(x1,x2,……xn)與(x1+dx1,……xn+dxn)之間的距離,用微分弧長度平方所確定的正定二次型理解度量。亦即 (gij)是由函式構成的正定對稱矩陣。這便是黎曼度量。

賦予黎曼度量的微分流形,就是黎曼流形。

黎曼認識到度量只是加到流形上的一種結構,並且在同一流形上可以有許多不同的度量。黎曼以前的數學家僅知道三維歐幾里得空間e3中的曲面s上存在誘導度量ds2=edu2+2fdudv+gdv2,即第一基本形式,而並未認識到s還可以有獨立於三維歐幾里得幾何賦予的度量結構。黎曼意識到區分誘導度量和獨立的黎曼度量的重要性,從而擺脫了經典微分幾何曲面論中侷限於誘導度量的束縛,創立了黎曼幾何學,為近代數學和物理學的發展作出了傑出貢獻。

黎曼幾何以歐幾里得幾何和種種非歐幾何作為其特例。例如:定義度量(a是常數),則當a=0時是普通的歐幾里得幾何,當a>0時 ,就是橢圓幾何 ,而當a<0時為雙曲幾何。

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