Morse Theory and Floer Homology

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Author: Michèle Audin,Mihai Damian

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 1447154967

Category: Mathematics

Page: 596

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This book is an introduction to modern methods of symplectic topology. It is devoted to explaining the solution of an important problem originating from classical mechanics: the 'Arnold conjecture', which asserts that the number of 1-periodic trajectories of a non-degenerate Hamiltonian system is bounded below by the dimension of the homology of the underlying manifold. The first part is a thorough introduction to Morse theory, a fundamental tool of differential topology. It defines the Morse complex and the Morse homology, and develops some of their applications. Morse homology also serves a simple model for Floer homology, which is covered in the second part. Floer homology is an infinite-dimensional analogue of Morse homology. Its involvement has been crucial in the recent achievements in symplectic geometry and in particular in the proof of the Arnold conjecture. The building blocks of Floer homology are more intricate and imply the use of more sophisticated analytical methods, all of which are explained in this second part. The three appendices present a few prerequisites in differential geometry, algebraic topology and analysis. The book originated in a graduate course given at Strasbourg University, and contains a large range of figures and exercises. Morse Theory and Floer Homology will be particularly helpful for graduate and postgraduate students.

Differentialgeometrie und Minimalflächen

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Author: Jürgen Jost

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662067188

Category: Mathematics

Page: 152

View: 6662

Das vorliegende Lehrbuch bietet eine moderne Einführung in die Differentialgeometrie etwa im Umfang einer einsemestrigen Vorlesung. Zunächst wird die Geometrie von Flächen im Raum behandelt. Hierbei wird die geometrische Anschauung des Lesers anhand vieler Beispiele gefördert, deren wichtigste Klasse die Minimalflächen bilden. Zu ihrem Studium werden analytische Methoden entwickelt, und in diesem Zusammenhang wird auch das Plateausche Problem, eine Minimalfläche mit vorgegebener Berandung zu finden, gelöst. Als Beispiel einer globalen Aussage der Differentialgeometrie wird der Bernsteinsche Satz bewiesen. Weitere Kapitel behandeln die innere Geometrie von Flächen, einschließlich des Satzes von Gauss-Bonnet und einer ausführlichen Darstellung der hyperbolischen Geometrie. Verschiedene geistesgeschichtliche Bemerkungen runden diesen Text ab, welcher durch seine Verbindung von geometrischen Konstruktionen und analytischen Methoden einem zentralen Trend der modernen mathematischen Forschung folgt. Das erste Lehrbuch, das eine gründliche Einführung in die Theorie der Minimalflächen gewährleistet.

Perturbed Gradient Flow Trees and A∞-algebra Structures in Morse Cohomology

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Author: Stephan Mescher

Publisher: Springer

ISBN: 3319765841

Category: Mathematics

Page: 171

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This book elaborates on an idea put forward by M. Abouzaid on equipping the Morse cochain complex of a smooth Morse function on a closed oriented manifold with the structure of an A∞-algebra by means of perturbed gradient flow trajectories. This approach is a variation on K. Fukaya’s definition of Morse-A∞-categories for closed oriented manifolds involving families of Morse functions. To make A∞-structures in Morse theory accessible to a broader audience, this book provides a coherent and detailed treatment of Abouzaid’s approach, including a discussion of all relevant analytic notions and results, requiring only a basic grasp of Morse theory. In particular, no advanced algebra skills are required, and the perturbation theory for Morse trajectories is completely self-contained. In addition to its relevance for finite-dimensional Morse homology, this book may be used as a preparation for the study of Fukaya categories in symplectic geometry. It will be of interest to researchers in mathematics (geometry and topology), and to graduate students in mathematics with a basic command of the Morse theory.

Geometrical Themes Inspired by the N-body Problem

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Author: Luis Hernández-Lamoneda,Haydeé Herrera,Rafael Herrera

Publisher: Springer

ISBN: 3319714287

Category: Mathematics

Page: 128

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Presenting a selection of recent developments in geometrical problems inspired by the N-body problem, these lecture notes offer a variety of approaches to study them, ranging from variational to dynamical, while developing new insights, making geometrical and topological detours, and providing historical references. A. Guillot’s notes aim to describe differential equations in the complex domain, motivated by the evolution of N particles moving on the plane subject to the influence of a magnetic field. Guillot studies such differential equations using different geometric structures on complex curves (in the sense of W. Thurston) in order to find isochronicity conditions. R. Montgomery’s notes deal with a version of the planar Newtonian three-body equation. Namely, he investigates the problem of whether every free homotopy class is realized by a periodic geodesic. The solution involves geometry, dynamical systems, and the McGehee blow-up. A novelty of the approach is the use of energy-balance in order to motivate the McGehee transformation. A. Pedroza’s notes provide a brief introduction to Lagrangian Floer homology and its relation to the solution of the Arnol’d conjecture on the minimal number of non-degenerate fixed points of a Hamiltonian diffeomorphism.

Elementary Symplectic Topology and Mechanics

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Author: Franco Cardin

Publisher: Springer

ISBN: 3319110268

Category: Science

Page: 222

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This is a short tract on the essentials of differential and symplectic geometry together with a basic introduction to several applications of this rich framework: analytical mechanics, the calculus of variations, conjugate points & Morse index, and other physical topics. A central feature is the systematic utilization of Lagrangian submanifolds and their Maslov-Hörmander generating functions. Following this line of thought, first introduced by Wlodemierz Tulczyjew, geometric solutions of Hamilton-Jacobi equations, Hamiltonian vector fields and canonical transformations are described by suitable Lagrangian submanifolds belonging to distinct well-defined symplectic structures. This unified point of view has been particularly fruitful in symplectic topology, which is the modern Hamiltonian environment for the calculus of variations, yielding sharp sufficient existence conditions. This line of investigation was initiated by Claude Viterbo in 1992; here, some primary consequences of this theory are exposed in Chapter 8: aspects of Poincaré's last geometric theorem and the Arnol'd conjecture are introduced. In Chapter 7 elements of the global asymptotic treatment of the highly oscillating integrals for the Schrödinger equation are discussed: as is well known, this eventually leads to the theory of Fourier Integral Operators. This short handbook is directed toward graduate students in Mathematics and Physics and to all those who desire a quick introduction to these beautiful subjects.

Einführung in die Geometrie und Topologie

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Author: Werner Ballmann

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3034809018

Category: Mathematics

Page: 162

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Das Buch bietet eine Einführung in die Topologie, Differentialtopologie und Differentialgeometrie. Es basiert auf Manuskripten, die in verschiedenen Vorlesungszyklen erprobt wurden. Im ersten Kapitel werden grundlegende Begriffe und Resultate aus der mengentheoretischen Topologie bereitgestellt. Eine Ausnahme hiervon bildet der Jordansche Kurvensatz, der für Polygonzüge bewiesen wird und eine erste Idee davon vermitteln soll, welcher Art tiefere topologische Probleme sind. Im zweiten Kapitel werden Mannigfaltigkeiten und Liesche Gruppen eingeführt und an einer Reihe von Beispielen veranschaulicht. Diskutiert werden auch Tangential- und Vektorraumbündel, Differentiale, Vektorfelder und Liesche Klammern von Vektorfeldern. Weiter vertieft wird diese Diskussion im dritten Kapitel, in dem die de Rhamsche Kohomologie und das orientierte Integral eingeführt und der Brouwersche Fixpunktsatz, der Jordan-Brouwersche Zerlegungssatz und die Integralformel von Stokes bewiesen werden. Das abschließende vierte Kapitel ist den Grundlagen der Differentialgeometrie gewidmet. Entlang der Entwicklungslinien, die die Geometrie der Kurven und Untermannigfaltigkeiten in Euklidischen Räumen durchlaufen hat, werden Zusammenhänge und Krümmung, die zentralen Konzepte der Differentialgeometrie, diskutiert. Den Höhepunkt bilden die Gaussgleichungen, die Version des theorema egregium von Gauss für Untermannigfaltigkeiten beliebiger Dimension und Kodimension. Das Buch richtet sich in erster Linie an Mathematik- und Physikstudenten im zweiten und dritten Studienjahr und ist als Vorlage für ein- oder zweisemestrige Vorlesungen geeignet.

Symplectic Topology and Floer Homology

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Author: Yong-Geun Oh

Publisher: Cambridge University Press

ISBN: 110707245X

Category: Mathematics

Page: 420

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The first part of a two-volume set offering a systematic explanation of symplectic topology. This volume covers the basic materials of Hamiltonian dynamics and symplectic geometry.

Dirichlet Forms and Analysis on Wiener Space

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Author: Nicolas Bouleau,Francis Hirsch

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 311085838X

Category: Mathematics

Page: 335

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The subject of this book is analysis on Wiener space by means of Dirichlet forms and Malliavin calculus. There are already several literature on this topic, but this book has some different viewpoints. First the authors review the theory of Dirichlet forms, but they observe only functional analytic, potential theoretical and algebraic properties. They do not mention the relation with Markov processes or stochastic calculus as discussed in usual books (e.g. Fukushima’s book). Even on analytic properties, instead of mentioning the Beuring-Deny formula, they discuss “carré du champ” operators introduced by Meyer and Bakry very carefully. Although they discuss when this “carré du champ” operator exists in general situation, the conditions they gave are rather hard to verify, and so they verify them in the case of Ornstein-Uhlenbeck operator in Wiener space later. (It should be noticed that one can easily show the existence of “carré du champ” operator in this case by using Shigekawa’s H-derivative.) In the part on Malliavin calculus, the authors mainly discuss the absolute continuity of the probability law of Wiener functionals. The Dirichlet form corresponds to the first derivative only, and so it is not easy to consider higher order derivatives in this framework. This is the reason why they discuss only the first step of Malliavin calculus. On the other hand, they succeeded to deal with some delicate problems (the absolute continuity of the probability law of the solution to stochastic differential equations with Lipschitz continuous coefficients, the domain of stochastic integrals (Itô-Ramer-Skorokhod integrals), etc.). This book focuses on the abstract structure of Dirichlet forms and Malliavin calculus rather than their applications. However, the authors give a lot of exercises and references and they may help the reader to study other topics which are not discussed in this book. Zentralblatt Math, Reviewer: S.Kusuoka (Hongo)

Lectures on Morse Homology

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Author: Augustin Banyaga,David Hurtubise

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9781402026959

Category: Mathematics

Page: 326

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This book offers a detailed presentation of results needed to prove the Morse Homology Theorem using classical techniques from algebraic topology and homotopy theory. The text presents results that were formerly scattered in the mathematical literature, in a single reference with complete and detailed proofs. The core material includes CW-complexes, Morse theory, hyperbolic dynamical systems (the Lamba-Lemma, the Stable/Unstable Manifold Theorem), transversality theory, the Morse-Smale-Witten boundary operator, and Conley index theory.

GAMMA

Eulers Konstante, Primzahlstrände und die Riemannsche Vermutung

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Author: Julian Havil

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540484965

Category: Mathematics

Page: 302

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Jeder kennt p = 3,14159..., viele kennen e = 2,71828..., einige i. Und dann? Die "viertwichtigste" Konstante ist die Eulersche Zahl g = 0,5772156... - benannt nach dem genialen Leonhard Euler (1707-1783). Bis heute ist unbekannt, ob g eine rationale Zahl ist. Das Buch lotet die "obskure" Konstante aus. Die Reise beginnt mit Logarithmen und der harmonischen Reihe. Es folgen Zeta-Funktionen und Eulers wunderbare Identität, Bernoulli-Zahlen, Madelungsche Konstanten, Fettfinger in Wörterbüchern, elende mathematische Würmer und Jeeps in der Wüste. Besser kann man nicht über Mathematik schreiben. Was Julian Havil dazu zu sagen hat, ist spektakulär.

Riemannian Geometry and Geometric Analysis

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Author: Jürgen Jost

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9783540773412

Category: Mathematics

Page: 590

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This established reference work continues to lead its readers to some of the hottest topics of contemporary mathematical research. This new edition introduces and explains the ideas of the parabolic methods that have recently found such spectacular success in the work of Perelman at the examples of closed geodesics and harmonic forms. It also discusses further examples of geometric variational problems from quantum field theory, another source of profound new ideas and methods in geometry.

Integralgeometrie

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Author: Rolf Schneider,Wolfgang Weil

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322848248

Category: Technology & Engineering

Page: 222

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Gewinnen Strategien für mathematische Spiele

Band 4 Solitairspiele

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Author: Elwyn R. Berlekamp,John H. Conway,Richard K. Guy

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322831736

Category: Technology & Engineering

Page: 159

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Der vierte Band ,,Solitairspiele" behandelt Ein-Personen-Spiele mit Ausnahme von Schach, Go etc. Ein Hauptteil ist dem berühmten ,,Game of Life" gewidmet.

1089 oder das Wunder der Zahlen

eine Reise in die Welt der Mathematik

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Author: David J. Acheson

Publisher: N.A

ISBN: 9783866470200

Category:

Page: 189

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Das Buch beginnt mit einem alten Zaubertrick - Man nehme eine 3-stellige Zahl, etwa 782, kehre sie um, ziehe die kleinere von der größeren ab und addiere dazu die Umkehrung. Also - 782 - 287 = 495, dann 495 + 594. Und schon ist man mitten in der Wunderwelt der Mathematik, denn das Ergebnis ist immer - 1089. Mit solchen und vielen weiteren Beispielen aus Alltag, Geschichte und Wissenschaft gelingt es David Acheson, die faszinierende Welt der Mathematik zu erschließen - ein geistreicher Überblick, eine für jeden verständliche Einführung.

Differentialgeometrie, Topologie und Physik

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Author: Mikio Nakahara

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662453002

Category: Science

Page: 597

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Differentialgeometrie und Topologie sind wichtige Werkzeuge für die Theoretische Physik. Insbesondere finden sie Anwendung in den Gebieten der Astrophysik, der Teilchen- und Festkörperphysik. Das vorliegende beliebte Buch, das nun erstmals ins Deutsche übersetzt wurde, ist eine ideale Einführung für Masterstudenten und Forscher im Bereich der theoretischen und mathematischen Physik. - Im ersten Kapitel bietet das Buch einen Überblick über die Pfadintegralmethode und Eichtheorien. - Kapitel 2 beschäftigt sich mit den mathematischen Grundlagen von Abbildungen, Vektorräumen und der Topologie. - Die folgenden Kapitel beschäftigen sich mit fortgeschritteneren Konzepten der Geometrie und Topologie und diskutieren auch deren Anwendungen im Bereich der Flüssigkristalle, bei suprafluidem Helium, in der ART und der bosonischen Stringtheorie. - Daran anschließend findet eine Zusammenführung von Geometrie und Topologie statt: es geht um Faserbündel, characteristische Klassen und Indextheoreme (u.a. in Anwendung auf die supersymmetrische Quantenmechanik). - Die letzten beiden Kapitel widmen sich der spannendsten Anwendung von Geometrie und Topologie in der modernen Physik, nämlich den Eichfeldtheorien und der Analyse der Polakov'schen bosonischen Stringtheorie aus einer gemetrischen Perspektive. Mikio Nakahara studierte an der Universität Kyoto und am King’s in London Physik sowie klassische und Quantengravitationstheorie. Heute ist er Physikprofessor an der Kinki-Universität in Osaka (Japan), wo er u. a. über topologische Quantencomputer forscht. Diese Buch entstand aus einer Vorlesung, die er während Forschungsaufenthalten an der University of Sussex und an der Helsinki University of Sussex gehalten hat.

Lineare Funktionalanalysis

Eine anwendungsorientierte Einführung

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Author: Hans Wilhelm Alt

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662083868

Category: Mathematics

Page: 294

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Die Entwicklung des Tensorkalküls

Vom absoluten Differentialkalkül zur Relativitätstheorie

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Author: Karin Reich

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3034884869

Category: Mathematics

Page: 334

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Die allgemeine Relativitästheorie lässt sich nur mit Hilfe des Tensorkalküls formulieren. Diesen lernte Einstein 1912 in Form des absoluten Differentialkalküls kennen. Dessen Schöpfer war Gregorio Ricci, dem zusammen mit Sophus Lie und anderen der Ausbau der Theorie der Differentialinvarianten gelang. Der absolute Differentialkalkül passte zur allgemeinen Relativitätstheorie wie ein Schlüssel zum Schloss: der in den Jahren 1884-92 von Ricci entwickelte Kalkül erfüllte in der Tat genau das physikalische Konzept der allgemeinen Relativitätstheorie, das Einstein 1907-15 ausarbeitete. Ein derartiges Zusammenpassen war nur dadurch möglich, weil sowohl Ricci innerhalb der Mathematik als auch Einstein innerhalb der Physik vergleichbare Fragen stellten, nämlich Fragen nach Invarianten bei speziellen Transformationen. Es wird versucht, den historischen Weg so genau wie möglich anhand der Quellen nachzuzeichnen. Neu ist die Herausarbeitung des invariantentheoretischen Aspekts, dem gegenüber die Bedeutung der Differentialgeometrie für die Entwicklung des Tensorkalküls in den Hintergrund treten muss.