Differentialgeometrie: Kurven und Flächen
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Langewiesen
Wiss.-Verl. Thüringen
2012
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Ausgabe: | 2., überarb. und erw. Aufl. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 LOKALE K U R V E N T H E O R I E 1
1.1 DER KURVENBEGRIFF 1
1.2 BOGENLAENGE 9
1.3 BEGLEITENDES DREIBEIN, KRUEMMUNG UND TORSION 14
1.4 FRENETSCHE GLEICHUNGEN 19
1.5 FUNDAMENTALSATZ DER KURVENTHEORIE, INVARIANTEN 25
1.6 KRUEMMUNG UND TORSION BEI BELIEBIGER PARAMETRISIERUNG 28
1.7 ANWENDUNGEN IN DER MECHANIK 30
2 E B E N E K U R V E N 3 3
2.1 DARSTELLUNGSFORMEN 33
2.2 SINGULARE PUNKTE 44
2.3 FRAKTALE GEOMETRIE 45
2.4 EVOLUTE UND EVOLVENTE 49
2.5 EINIGE BEDEUTENDE EBENE KURVEN 53
3 G L O B A L E E I G E N S C H A F T E N E B E N E R K U R V E N 5 9
3.1 DIE ISOPERIMETRISCHE UNGLEICHUNG 60
3.2 DER UMLAUFSATZ 62
3.3 KONVEXE KURVEN UND VIERSCHEITELSATZ 66
3.4 GLEICHDICKE 69
4 LOKALE F L AE C H E N T H E O R I E 7 3
4.1 DER FLAECHENBEGRIFF 73
4.2 TANGENTIALEBENE 81
4.3 ERSTE FUNDAMENTALFORM 84
4.4 ORIENTIERUNG, GAUSS-ABBILDUNG, ZWEITE FUNDAMENTALFORM 89
4.5 DIE KRUEMMUNGEN EINER FLAECHE 94
4.6 ABLEITUNGSGLEICHUNGEN, THEOREMA EGREGIUM, FUNDAMENTALSATZ 108
5 I N N E R E G E O M E T R I E V O N F L AE C H E N 1 1 5
5.1 KOVARIANTE ABLEITUNG 115
5.2 PARALLELVERSCHIEBUNG 119
5.3 GEODAETISCHE, GEODAETISCHE KRUEMMUNG 122
5.4 EXPONENTIALABBILDUNG, GEODAETISCHE POLARKOORDINATEN, ISOMETRIE 129
6 S P E Z I E L L E F L AE C H E N 1 3 7
6.1 REGELFLAECHEN 137
6.2 ROTATIONSFLAECHEN 143
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X INHALTSVERZEICHNIS
6.3 ROTATIONSFLAECHEN KONSTANTER GAUSSSCHER KRUEMMUNG 146
6.4 SCHRAUBFLAECHEN 151
6.5 ROEHRENFLAECHEN 152
6.6 MINIMALFLAECHEN 154
6.7 FLAECHEN KONSTANTER MITTLERER KRUEMMUNG 161
7 A B B I L D U N G E N V O N F L AE C H E N 1 6 5
7.1 ISOMETRISCHE ABBILDUNGEN 166
7.2 KONFORME ABBILDUNGEN 168
7.3 WEITERE ABBILDUNGEN VON FLAECHEN 170
7.4 KARTENNETZENTWUERFE 173
8 N I C H T E U K L I D I S C H E G E O M E T R I E 1 7 7
8.1 HYPERBOLISCHE NICHTEUKLIDISCHE GEOMETRIE 177
8.2 ELLIPTISCHE NICHTEUKLIDISCHE GEOMETRIE 183
8.3 HISTORISCHES ZUR NICHTEUKLIDISCHEN GEOMETRIE 184
8.4 NICHTEUKLIDISCHE TRIGONOMETRIE 186
8.5 BEISPIEL AUS DER ALLGEMEINEN RELATIVITAETSTHEORIE 190
9 G L O B A L E E I G E N S C H A F T E N V O N F L AE C H E N 1 9 5
9.1 DER INTEGRALSATZ VON GAUSS-BONNET 195
9.2 EIFLAECHEN 204
10 A U S B L I C K E 2 0 7
10.1 KNOTENTHEORIE 207
10.2 RIEMANNSCHE GEOMETRIE, GEOMETRISIERUNG DER MODERNEN PHYSIK 208 10.3
PSEUDOSPHAERISCHE FLAECHEN UND SOLITONENTHEORIE 208
10.4 COMPUTERGESTUETZTE MODELLIERUNG UND DISKRETE DIFFERENTIALGEOMETRIE .
. . 210 10.5 FREIFORMARCHITEKTUR UND GEOMETRIE 211
10.6 MATHEMATIK UND KUNST 213
10.7 WEITERE ANWENDUNGEN DER DIFFERENTIALGEOMETRIE 214
11 A B R I S S ZUR G E S C H I C H T E DER D I F F E R E N T I A L G E O
M E T R I E 2 1 7
12 G R U N D L A G E N 2 2 3
L OE S U N G E N D E R A U F G A B E N 2 3 7
LITERATUR 2 4 3
B I L D Q U E L L E N 2 5 3
I N D E X 2 5 4
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