Corso di istituzioni di geometria 2018/2019

Programma indicativo:

  • Varieta' lisce. Partizioni dell'unita'. Spazio tangente. Differenziale. Immersioni, embedding e sottovarieta'. Fibrati vettoriali. Fibrato tangente e cotangente. Fibrati tensoriali. Sezioni di fibrati e campi vettoriali. Parentesi di Lie. Orientabilita'. Foliazioni. Intorno tubolare. Omotopia e isotopia. Trasversalita'. Embedding di Whitney.
  • Forme differenziali. Differenziale esterno. Integrazione. Teorema di Stokes. Coomologia di de Rham. Successione di Mayer-Vietoris. Dualita' di Poincare'. Teorema di Kunneth (senza dimostrazione).
  • Varieta' riemanniane. Connessioni su fibrati. Derivata covariante lungo una curva. Sezioni parallele e trasporto parallelo. Connessione di Levi-Civita. Geodetiche. Mappa esponenziale. Intorni normali e uniformemente normali. Lunghezza di una curva. Le geodetiche sono le curve localmente minimizzanti. Lemma di Gauss. Teorema di Hopf-Rinow. Curvature Riemanniana, sezionale e di Ricci.
  • Gruppi di Lie. Algebre di Lie.

Prerequisiti:

I corsi obbligatori della laurea triennale. Saranno fondamentali in particolare l'analisi in piu' variabili e la topologia. E' consigliato, ma non necessario, aver gia' seguito il corso di Geometria e Topologia Differenziale.

Bibliografia:

  • Note sul corso che prima o poi si trasformeranno in un libro. PER FAVORE segnalatemi via email gli errori che sono sicuramente presenti, che siano di matematica o semplici errori ortografici. Grazie.
  • R. Bott, L. W. Tu, Differential Forms in Algebraic Topology.
  • M. Do Carmo, Riemannian Geometry.
  • J. Lee, Riemannian Manifolds: An Introduction to Curvature.

Esame:

L'esame prevede uno scritto e un orale. L'orale e' approfondito e su tutto il programma.

Compitini:

Lo/a studente puo' decidere di svolgere dei compitini a casa al posto dello scritto, nel modo seguente. Il sabato di ogni settimana vengono messi in questa pagina degli esercizi.

Chi vuole fare i compitini a casa dovra' scegliere 3 esercizi per ogni settimana e tentare di risolverli.

Alcune regole:

A. Verra' valutata anche la chiarezza di esposizione. In particolare non verranno corretti esercizi poco o faticosamente leggibili.

B. Questo canale è riservato a chi segue il corso. Non voglio essere troppo formale su cosa voglia dire "seguire il corso": vuol dire venire spesso a lezione e studiare con una certa regolarità.

C. E' lecito chiedere aiuto ad altri e consultare libri e appunti trovati in rete. In questo caso dovete pero' scrivere chi vi ha aiutato e quali fonti avete utilzzato. In ogni caso lo/a studente deve aver ben assimilato la soluzione e scriverla con parole sue.

D. Generalmente non rispondo a mail che chiedono informazioni sui compitini. Se ne parla a lezione o successivamente a voce. Non comunico i voti via email, perche' e' essenziale che lo/a studente veda il compitino per capire cosa ha sbagliato.

E. I compitini possono essere usati una volta sola: chi non passa l'orale o rifiuta il voto poi deve fare lo scritto.

Le consegne sono le seguenti:

  • Entro martedi 2 aprile andranno consegnati 3+3+3=9 esercizi delle prime 3 settimane (che finiscono i giorni 1, 8 e 15 marzo).
  • Entro martedì 30 aprile andranno consegnati 3+3+3=9 esercizi delle seconde 3 settimane (che finiscono i giorni 22, 29 marzo e 6 aprile).
  • Entro martedì 28 maggio andranno consegnati 3+3+3=9 esercizi delle terze 3 settimane (che finiscono i giorni 13 aprile, 4 e 11 maggio).
  • Entro martedì 18 giugno andranno consegnati 3+3+3=9 esercizi delle quarte 3 settimane (che finiscono i giorni 18 e 25 maggio e 1 giugno). AVVISO: La riconsegna di questi compitini sara' venerdi' 5 luglio alle ore 14.30 nella Auletta riunioni (dietro l'Aula magna). In alternativa potete vederli durante gli orali la settimana successiva.

Compiti scritti:

Durante il compito scritto la/o studente non puo' consultare libri ne' appunti. Le date per i prossimi scritti:

  • venerdi 7 giugno, ore 9, aula O.
  • martedi 9 luglio, ore 10, aula O.
  • martedi 17 settembre, ore 10, aula O. Gli orali inizieranno lunedi 23 settembre alle ore 11, nella auletta riunioni (dietro l'aula magna). Non e' possibile iscriversi per questioni tecniche: se avete fatto i compitini e intendete fare l'orale il 23 per favore comunicatemelo via mail entro il 21 settembre.
Chi ha fatto i compitini puo' fare l'orale in una delle sessioni descritte, fino a settembre incluso. Dovra' iscriversi all'orale (non allo scritto) sulla pagina web di iscrizione agli esami.

L'iscrizione ad uno scritto annulla automaticamente i compitini. Se vi siete iscritti per sbaglio scrivetemi.

Chi fa il compito deve fare l'orale nella stessa sessione del compito.

Compiti passati:

Lezioni:

  • Martedi' 11-13 in aula N,
  • Giovedi' 14-16 in aula N,
  • Venerdi' 14-16 in aula N.

Il registro delle lezioni e' consultabile qui.

Una tassellazione del piano iperbolico
in triangoli con angoli interni π/2, π/5, π/5
(opera di Carlo Rocchini in licenza CC-BY-SA)

Una tassellazione dello spazio iperbolico
in dodecaedri regolari retti
(opera di Roice3 in licenza CC-BY-SA)
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