Géométrie différentielle
9 ECTS, semester 2, 12 weeks
| Program requirements | CC+examen |
| Teacher | Frédéric Hélein |
| Weekly hours | 3 h CM , 4 h TD |
| Years | M1 mathématiques (MFA) |
Ce cours fournit les bases de la géométrie différentielle moderne, en partant de la géométrie des sous-variétés de $ℝⁿ$ jusqu’à la notion abstraite de variété différentielle.
Plus précisément, il s'agit de :
Ce cours prépare à des domaines variés :
« Rappels » sur courbes paramétrées.
Courbes dans $\mathbb{R}^2$ et $\mathbb{R}^3$ (Frenet-Serret), abscisse curviligne, cercle osculateur, courbure, ...polaires....
Rappels et compléments de calcul différentiel dans $\mathbb{R}^n$
Théorème d'inversion locale, théorème des fonctions implicites, submersions et immersions d'ouverts de $\mathbb{R}^n$
Sous-variétés de $\mathbb{R}^n$
Diverses définitions (graphe, représentation paramétrique, redressement, équations) et leur équivalence ; cartes locales. Exemples fondamentaux des surfaces dans $\mathbb{R}^3$, plan tangent, exemples, différents modes de définition
Variétés différentiables
Cartes locales, atlas. Fonctions sur ces variétés. Morphismes de variétés. Sous-variétés. Les sous-variétés sont des variétés. Exemples : espaces projectifs, quotient par un groupe discret opérant sans point fixe ; revêtement.
Courbe dans variété, espace tangent, fibré tangent.
Le fibré tangent est une variété, application tangente à un morphisme. Fibré cotangent.
Champs de vecteurs
Courbes intégrales. Flot d'un champ de vecteurs. Crochet de Lie. Groupes à un paramètre de difféomorphismes.
Si le temps le permet :