微分几何复习提纲 1、(1) 熟练掌握向量函数在一般向量运算下的运算规则,不同运算的混合运算,如数量积、向量积与线性运算的混合(P9-10),数量积、向量积与求导运算的混合,线性运算与求导运算的混合,数量积、向量积、线性运算与求导运算的混合(P19 的定理 2.1) (2) 向量函数的特定性质(P19 的定理 2.2) (3) 标架与坐标系的区别与联系,坐标变换与刚体运动的关系,刚体运动的几何特点 2、(1) 掌握正则参数曲线的正则性的判定,参数曲线的光滑性与直角坐标系下光滑性的关系,正则参数曲线在局部意义下的表示与隐函数定理 (2) 正则参数曲线是弧长参数的充要条件,曲率、挠率的计算(弧长参数和非弧长参数两种情形),Frenet 标架的构成要素及其关系、有关术语 (3) Frenet 标架的运动公式——Frenet 公式的矩阵形式,曲线论基本定理的主要内容 (4) 平面曲线的相对曲率与 Frenet 公式 3、(1) 清楚正则参数曲面参数曲线网的概念,掌握正则性概念与判定,曲面的定向;容许参数变换下切向量的转换关系,保持定向的条件 (2) 正则参数曲面的切向量的各种表示、切空间和自然标架;第一基本形式的概念与几何意义, 第一类基本量在容许参数变换下的不变性含义; 曲面上曲线弧长和曲面片的面积在容许参数变换下的不变性。
(3) 曲面上正交参数曲线网的存在性 (4) 曲面间的映射和诱导切映射表示,保长、保角对应的判定与关系 (5) 特殊直纹面(柱面、锥面)的参数方程,可展曲面的几何直观与判定 4、(1) 第二基本形式的概念与几何意义,第二类基本量在容许参数变换下的不变性含义; (2) 曲面法曲率的定义和常见曲面法曲率的计算,渐近曲线的定义、渐近曲线网的充要条件 (3) Weingarten 映射与主曲率的关系,主曲率、主方向的计算,曲率线概念、曲率线网正交的充要条件,平均曲率、Gauss 曲率和主曲率的关系 (4) Gauss 曲率与曲面上点的分类,近似曲面的计算 (5) 极小曲面的概念 5、 (1) 自然标架的运动公式(Gauss 公式和 Weingarten 公式)和张量记号的和式规则,Christoffel 记号的指标升降规则 (2) 两个基本形式的相容性条件——Gauss‐Codazzi 方程与曲面光滑性的关系;曲面论基本定理的主要内容;Gauss 定理和内蕴几何的基本含义 6、(1) 曲面上曲线的正交标架场的构成,运动公式与测地曲率、测地挠率的基本计算公式;测地曲率的几何解释 (2) 曲面上测地线的概念和存在性 。