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Introduzione alle varietà differenziabili

01WCQUR

A.A. 2025/26

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Dottorato di ricerca in Scienze Matematiche - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 20
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Gatto Letterio Professore Associato MATH-02/B 20 0 0 0 1
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A *** 4    
Sulla nozione di varietà differenziabile poggiano varie teorie matematiche sia pure che applicate. E' certamente propedeutica alla nozione più sofisiticata di varietà algebrica e schema nella geometria algebrica, ma è anche fondamentale nella teoria dei sistemi dinamici, in Relatività Generale, in meccanica analitica (varietà delle configurazioni e delle fasi) così come nello studio delle cosiddette varietà statistiche. Non di rado capita che studenti e studentesse di dottorato manchino di cognizioni di base sulle varietà differenziabili necessarie per gli studi specifici nei quali sono impegnate e impegnati. Lo scopo di questo corso intende colmare questo gap. La trattazione sarà elementare e non interferirà quindi con i corsi avanzati dei colleghi di area geometrico-differenziale. Molti esercizi verranno proposti.
The notion of differentiable manifolds is the basis of several mathematical theories, both pure and applied. It is certainly preparatory to the more sophisticated notion of algebraic varieties and schemes in algebraic geometry, but it is also fundamental in the theory of dynamical systems, in General Relativity, in analytical mechanics (varieties of configurations and phases) as well as in the study of the so-called statistical varieties. It often happens that doctoral students lack basic knowledges and/or awareness of differentiable manifolds necessary for the specific studies in which they are engaged. The aim of this course is to fill this gap. The treatment will be elementary and will therefore not interfere with the more advanced courses of colleagues in the geometric-differential area. Many exercises will be proposed.
Algebra Lineare, geometria analitica. Elementi di topologia generale. Analisi I e II.
Linear Algebra, Analytic Geometry. Elements of General Topology. Analysis I and II.
Il programma tratterà un sottinsieme dei seguenti argomenti: Ripasso sulla nozione di differenziale di funzione vettoriale di più variabili reali,. Varietà topologiche come spazi topologici localmente R^n. Strutture differenziabili. Esempi: le sfere S^n, Tori, gli spazi proiettivi, le Grassmanniane reali. Fibrato tangente e cotangente. Campi vettoriali tangenti e forme differenziali. Campi vettoriali come globalizzazione di sistemi di equazioni differenziali ordinarie. Curve integrali, integrali primi. L'algebra di Lie dei campi vettoriali e il teorema di Frobenius. Pull-back di forme differenziali. Gruppi di Lie. Campi vettoriali invarianti su gruppi di Lie. Algebra di Lie di un gruppo. Esempi coi gruppi classici. Introduzione alle varietà Riemanniane e simplettiche.
The program will cover a subset of the following topics: Recalling the notion of differential of a differentiable vector valued function of more real variables; topological manifolds as locally R^n topological spaces. Differentiable structures. Examples: the spheres S^n , Toruses, projective spaces, real Grassmannians. Tangent and cotangent bundles. Tangent vector fields and differential forms. Vector fields as globalizations of systems of ordinary differential equations. Integral curves, prime integrals. The Lie algebra of vector fields and Frobenius' theorem. Pull-back of differential forms. Lie groups. Invariant vector fields on Lie groups. Lie algebra of a group. Examples with classical groups. Introduction to Riemannian and symplectic varieties.
In presenza
On site
Presentazione orale
Oral presentation
P.D.2-2 - Marzo
P.D.2-2 - March
Referenze adatta verranno consigliate durante il corso. In buona parte si tratterà di una rilettura con sguardo più moderno del classico libro di Boothby "Introduction to Differential Manifolds and Riemannian Geometry"
Suitable references will be recommended during the course. Much of it will be a more modern re-reading of Boothby's classic book "Introduction to Differential Manifolds and Riemannian Geometry"