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Guide e consigli
Guide e consigli


Formulario Geometria differenziale, Formulari di Geometria

Formulario di Geometria differenziale (e computazionale) da 6 crediti

Tipologia: Formulari

2020/2021
In offerta
30 Punti
Discount

Offerta a tempo limitato


Caricato il 09/10/2021

RP.
RP. 🇮🇹

3.7

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bg1
Curva regolare :C1e P'
(
t
)
(
0,0,0
)
l
(
t
)
=
|
t0
t
|
|
P'
(
t
)
|
|
dt
|
=
|
s
(
t
)
|
Punto biregolare :P'
(
t0
)
× P' '
(
t0
)
0
(
linearmenteindipendente
)
Invarianti curve equivalenti :traiettoria
(
dt 0
)
, lunghezza , direzione , span
{
P'
(
t
)
, P' '
(
t
)
}
, verso di N
Piano osculatore :passante per P0ea span
{
P'
(
t0
)
, P' '
(
t0
)
}
det
(
xx0yy0zz0
x'
(
t0
)
y'
(
t0
)
z'
(
t0
)
x' '
(
t0
)
y' '
(
t0
)
z' '
(
t0
)
)
=0
Riferimento di Frenet :
(
T
(
t
)
, N
(
t
)
, B
(
t
)
)
→T
(
t
)
=P'
(
t
)
|
|
P'
(
t
)
|
|
N
(
t
)
=T'
(
t
)
|
|
T'
(
t
)
|
|
B
(
t
)
=T
(
t
)
× N
(
t
)
Curvatura:K
(
s
)
=
|
|
dT
ds
|
|
(
¿0retta
)
Raggio curvatura :ρ
(
s
)
=1
KTorsione :
|
τ
(
s
)
|
=
|
|
dB
ds
|
|
(
¿0piana
)
K=cost
τ=0circonferenza 1
K
Formule di Frenet rispetto a t arbitraria:dT
dt =
|
|
P'
|
|
K N , dB
dt =
|
|
P'
|
|
τ N , dN
dt =−
|
|
P'
|
|
(
K T +τ B
)
(
rispetto a s :
|
|
P'
|
|
=1
)
Curvatura rispettoa t arbitraria:K
(
t
)
=
|
|
P'
(
t
)
× P' '
(
t
)
|
|
|
|
P'
(
t
)
|
|
3Torsione rispetto a t arbitraria :τ
(
t
)
=
(
P'
(
t
)
× P' '
(
t
)
)
P' ' '
(
t
)
|
|
P'
(
t
)
× P' '
(
t
)
|
|
2
Elica cilindrica
(
K
τ=cost
)
:dP
dt
g=cost , N
g=0, B
g=cost K
τ=−tg
(
α
)
,
g=cos
(
α
)
T+sen(α)B
equazioni parametriche :P
(
s
)
=Q
(
sen
(
α
)
s
)
+cos
(
α
)
s
g oppure con s =s
sen
(
α¿ P
(
s
)
=Q
(
s
)
+cot
(
α
)
s
g
cos
(
arctg
(
x
)
)
=1
1+x2sen
(
arctg
(
x
)
)
=x
1+x2iesima componente di v nella base
(
e1, , en
)
diV
Spazio duale V ¿=
{
f:V R :f lineare
}
base diei
¿:vV ei
¿
(
v
)
=viei
¿
(
ek
)
=δk
i=1
(
se i=k
)
0
(
se i k
)
dim V ¿=dim V
Prodotto scalareo metrica g :V × V R norma su g :
|
|
v
|
|
g=
g
(
v , v
)
forma quadratica F :vV
|
|
v
|
|
g
2R
Prodottotensoriale ei
¿ej
¿:V × V R
(
v , w
)
ei
¿
(
v
)
ej
¿
(
w
)
=viwj
gBil
(
V
)
g=
i , j
g
(
ei, e j
)
ei
¿ej
¿
Matrice rappresentativa
(
gij
)
=g
(
ei, e j
)
invertibile , simmetrica
(
diagonalizzabile
)
, det
(
gij
)
>0g
(
v , v
)
=λ
i
vi
2v autovettore di λ
Tensore ditipo
(
p , q
)
T:V¿× …× V ¿
pvolte
×V × …× V
qvolte
R T
(
p, q
)
(
V
)
VV
pvolte
V¿V¿
qvolte
Prodotto simmetrico ei
¿ej
¿=1
2
(
ei
¿ej
¿+ej
¿ei
¿
)
prodotto scalare come combinazionelineare di ei
¿ej
¿
Endomorfismo autoaggiunto
(
simmetrico
)
g
(
f
(
v
)
, w
)
=g
(
v , f
(
w
)
)
Applicazione bilineare simmetrica :b
(
v , w
)
=g
(
f
(
v
)
, w
)
Matrice rappresentativadi endomorfismo simmetrico :
(
Aji
)
=
(
f
(
ei
)
)
f
(
ei
)
=Aji ej
b=gA A=g1b
(
prodotti tra matrici
)
costruire endomorfismo f senza uso di base :f=g1b con g
b
:vV g
b
(
v ,
)
V¿
Invarianti endomorfismo :quantità senza uso di base det f =det b
det g=det A , tr
(
f
)
=tr
(
g1b
)
=tr
(
A
)
, rk
(
A
)
=dim
(
f
)
, coefficienti det
(
AλI
)
Applicazioneindottada f :V W è f ¿:W¿→V ¿t . c . f¿
(
θ
)
:V R
vθ
(
f
(
v
)
)
rappresentatada A ¿=ATDerivata direzionale:DωF
(
q0
)
=F
(
q0
)
ω
Superfici:P:ΩR2 R3
(
u , v
)
P
(
u , v
)
=
(
x
(
u , v
)
, y
(
u , v
)
, z
(
u , v
)
)
t . c . P
(
u , v
)
Ck
(
Ω
)
e rango
(
JP
)
=rango
(
xu
(
u0, v0
)
xv
(
u0, v0
)
yu
(
u0, v0
)
yv
(
u0, v0
)
zu
(
u0, v0
)
zv
(
u0, v0
)
)
=2
Pu
(
u0, v0
)
× Pv
(
u0, v0
)
0
pf3
Discount

In offerta

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Scarica Formulario Geometria differenziale e più Formulari in PDF di Geometria solo su Docsity!

Curva regolare :C

1

e P

'

( t ) ≠ ( 0,0,0) l ( t )=

t

0

t

||P

'

( t )||dt

=|s ( t )|Punto biregolare : P

'

t

0

× P

' '

t

0

≠ 0 ( linearmente indipenden

Invarianti curve equivalenti :traiettoria

dt

, lunghezza , direzione , span { P

'

(t ) , P

''

( t) } , verso di N

Piano osculatore : passante per P

0

e a span

P

'

t

0

, P

' '

t

0

→ det

x−x

0

y − y

0

z−z

0

x

'

t

0

y

'

t

0

z

'

t

0

x

' '

t

0

y

' '

t

0

z

' '

t

0

Riferimento di Frenet :( T

t

, N

t

, B

t

) →T

t

P

'

t

|

|P

'

( t )| |

N

t

T

'

t

|

|T

'

( t )| |

B

t

=T

t

× N

t

Curvatura : K ( s) =

dT

ds

( ¿ 0 retta) Raggio curvatura : ρ ( s)=

K

Torsione :

τ ( s)

dB

ds

( ¿ 0 piana )

K =cost

τ= 0

circonfe

Formule di Frenet rispetto a t arbitraria:

dT

dt

=||P

'

||K N ,

dB

dt

=||P

'

||τ N ,

dN

dt

=−||P

'

||( K T +τ B ) ( rispetto a s :||P

'

Curvatura rispetto a t arbitraria: K ( t )=

|

|P

'

t

× P

' '

t

| |

|

|P

'

(t )| |

3

Torsione rispetto a t arbitraria : τ ( t )=

−( P

'

( t ) × P

' '

( t ) )∙ P

' ' '

( t)

|

|P

'

( t) × P

' '

( t )| |

2

Elica cilindrica

K

τ

=cost

dP

dt

∙ ⃗g=cost , N ∙ ⃗g= 0 , B ∙ ⃗g=cost

K

τ

=−tg( α ) , ⃗g=cos ( α ) T + sen(α )B

→ equazioni parametriche :P ( s) =Q

sen ( α ) s

+cos ( α ) s ⃗g oppure con s=

s

sen ( α ¿

→ P ( s)=Q ( s) +cot ( α ) s ⃗g

Elica circolare ( K , τ=cost o τ= 0 ) :

r cos (t), r sen ( t ) ,cot (α )rt

cos

arctg ( x )

√ 1 + x

2

sen

arctg ( x )

x

√ 1 + x

2

i−esima componente di v nellabase

e

1

, … , e

n

di V

Spazio duale V

¿

={ f :V → R : f lineare } base die

i

¿

: v V → e

i

¿

( v )=v

i

e

i

¿

e

k

k

i

1 ( se i=k )

0 ( se i ≠ k )

dim V

¿

=dim V

Prodotto scalareo metrica g :V × V → R norma su g :||v||

g

g ( v , v ) forma quadratica F : v ∈ V →||v||

g

2

∈ R

Prodotto tensoriale

e

i

¿

e

j

¿

:V ×V → R

( v , w ) e

i

¿

( v ) e

j

¿

( w)=v

i

w

j

g Bil (V ) g=

i , j

g

e

i

, e

j

e

i

¿

e

j

¿

Matrice rappresentativa ( g

ij

)=g ( e

i

, e

j

)invertibile , simmetrica

diagonalizzabile

, det ( g

ij

) > 0 g

v , v

i

v

i

2

v autovetto

Tensore ditipo

p , q

T :V

¿

× …× V

¿

p volte

×V × …× V

q volte

→ R T

( p ,q )

V
∈ V ⨂ … ⨂ V

p volte

⨂ V

¿

⨂ … ⨂ V

¿

q volte

Prodotto simmetrico e

i

¿

e

j

¿

e

i

¿

e

j

¿

  • e

j

¿

e

i

¿

prodotto scalare come combinazione lineare die

i

¿

e

j

¿

Endomorfismo autoaggiunto ( simmetrico) g

f ( v ) , w

=g

v , f ( w )

Applicazione bilineare simmetrica :b ( v , w )=g

f ( v

Matrice rappresentativa di endomorfismo simmetrico:

A

ji

(

f

e

i

)

f

e

i

= A

ji

e

j

b=g A → A=g

− 1

b

prodotti tra matrici

costruire endomorfismo f senzauso di base : f =g

− 1

b con g

b

: v V → g

b

v , ∙

Invarianti endomorfismo :quantità senzauso di base → det f =

det b

det g

=det A ,tr ( f )=tr ( g

− 1

b) =tr ( A) , rk ( A )=dim( ℑ f ) , c

Applicazione indotta da f :V → W è f

¿

:W

¿

→V

¿

t. c.

f

¿

( θ) :V → R

v θ

f ( v )

rappresentata da A

¿

= A

T

Derivata direzionale : D

ω

F

Superfici :

P : Ω ⊆ R

2

→ R

3

( u , v ) P ( u , v )=

x ( u , v ) , y ( u , v ) , z ( u , v )

t. c. P

u , v

∈ C

k

e rango

J

P

=rango

x

u

( u

0

, v

0

) x

v

( u

0

, v

0

y

u

u

0

, v

0

y

v

u

0

, v

0

z

u

u

0

, v

0

z

v

u

0

, v

0

P

u

(

u

0

, v

0

)

× P

v

(

u

0

, v

0

)

≠ 0

P

¿

u

=P

u

e P

¿

v

=P

v

P

− 1 ∗¿ (du ) P =P

u

¿

e P

− 1 ∗¿( dv ) P=P v

¿

¿

¿

P

¿

=dP

Spaziotangente a S :T

P

0

S=span

P

u

( u

0

, v

0

) , P

v

( u

0

, v

0

Superfici equivalenti

P=

P α

: α : Ω →

Ωt. c. det J

α

=det

(

u

u

u

v

Ω ⊆ R

n

aperto , p Ω:T

p

Ω ≃ R

n

→ spazio vettoriale

noninsieme di punti

Generico vettore T

q 0

Ω: α

∂ u

|

q

0

  • β

∂ v

|

q

0

→ ( w ( u) , w ( v ) ) Generico campo vettoriale su Ω : a ( u , v )

∂ u

+b ( u , v )

∂ v

→( X

Applicazione tangente : f

¿q 0

:T

q 0

Ω=T

q 0

R

n

→ T

f ( q 0

)

R

m

t. c. f

¿q 0

'

( 0 ) )=( f ∘ γ )

'

d

dt

|

0

f

γ ( t )

per trovare f

¿

( X ) → J

f

(

x

y

)

Matrice rappresentativa di f

¿ q 0

: A=
A

kj

→ A

kj

∂ f

k

∂ x

j

|

q

0

=J

f

q

0

f : Ω R

n

→ R

m

, w T

q 0

(

f

¿q 0

( w )

)

( h)=w ( h f )

Curve integrali del campo X : curve P : I → Ω t. c. P

'

t

= X

P ( t )

γ :I → S curva integrale di P

¿

X
∘ P

− 1

α=P

− 1

γ : I → Ω

f : Ω R

n

→ R differenziabile∈q se

df

q

T

q

¿

R

n

:T

q

Ω → R t .c. f

q+ ⃗v

−f

q

df

q

v

+ o|

⃗v

df

q

v

derivata direzionale di f ⃗

Generico covettore T q

0

¿

spazio cotangente

:w=w

i

d x

i

q

→ w

i

=w

(

∂ x

i

|

q

)

Forma differenziale esatta : df =

∂ f

∂ x

i

d x

i

Forma differenziale W agisce su campo vettoriale X : W =f

k

d x

k

, X=a

i

∂ x

i

}

⇒ W
X

=f

i

a

i

Campo vettoriale X agisce su forma differenziale W : X

W
=W
X

componenti

W =W

(

∂ x

i

)

d x

i

, X= X

x

i

∂ x

i

Applicazione cotangente

indotta da f

¿ q

:f

f (q )

¿

:T

f (q )

¿

R

m

→ T

q

¿

R

n

t. c. f

f ( q )

¿

( θ) ( v ) =θ

f

¿q

( v )

Matrice rappresentativa :

J

f

( q)

Pull−back : forma differenziale su Ω →

f

¿

( W )

q

=f

¿

W

f

( q

f

¿

iniettiva ( o suriettiva) f

¿

suriettiva ( o iniettiva )

X =a ∂

u

+b ∂

v

campo vettoriale su Ω W =f du+ h dv

forma differenziale su Ω

(o campo covettoriale)

→ W

i

=W

x

i

P

¿

X =a P

u

+b P

v

campo vettoriale lungo P (tangente a

ℑ P)
P

− 1 ∗¿ (W ) P=f P

u

¿

+h P

v

¿

¿

forma differenziale lungo P

(P

¿

X ) ∘ P

− 1

=(a P

u

+b P

v

) ∘ P

− 1

campo vettoriale su

S=ℑ P
P

− 1 ∗¿ (W )=(f P

u

¿

  • h P

v

¿

) P

− 1

¿

forma differenziale su S=ℑ P

Metrica su Ω :

Ω ⊆ R

n

→ Bil

T

q

q g

q

con g

q

: T

q

R

n

×T

q

R

n

→ R Metrica standard : g=d x

2

+d y

2

  • d z

2

Pull−back di una metrica:

f

¿

( g )

( X ,Y )=g

f

¿

( X ) , f

¿

( Y )

rappresentata da

f

¿

( g )

km

=g

ij

J

ik

J

jm

f

¿

( dh) =d

f

¿

( h)

con f

¿

( h)

Metrica su S=ℑ P:

g : S → Bil

T

s

S

s g

s

con g

s

metrica su T

s

S Metricalungo P:

g P : Ω→ Bil

T

P ( u ,v )

S

( u , v ) g

P (u , v)

con g metrica su S

g=g

11

d u

2

  • 2 g

12

du dv +g

22

d v

2

metrica su Ω

con g

ij

x i

x j

P

− 1 ∗¿ (g ) P=g 11

P u

¿

P u

¿

  • 2 g 12

P u

¿

P v

¿

  • g 22

P v

¿

P v

¿

¿

metrica lungo P

P

− 1 ∗¿ (W )=(g

11

P

u

¿

P

u

¿

  • 2 g

12

P

u

¿

P

v

¿

+g

22

P

v

¿

P

v

¿

) P

− 1

¿

metrica su S=ℑ P

1 ° forma fondamentale :restizione metrica standard ad S

ad ogni piano tangente T

P ( u ,v )

S

g

S

P

u

⋅ P

u

d u

2

P

u

⋅ P

v

Mappa di Gauss: N

p

( u , v ) =

P

u

× P

v

P

u

× P

v

N

¿

p

=N

¿

∘ P

¿

N

¿

p

u

) =N

u

p

=N

¿

( P

u

N

¿

p

v

=N

v

p

=N

¿

P

v

Operatore forma:−N ¿

:T

p

S → T

p

S Matrice rappresentativa :

N

¿

P

u

11

P

u

  • σ

21

P

v

N

¿

P

v

12

P

u

  • σ

22

P

v

→ σ=

(

σ

11

σ

12

σ

21

σ

22

)

→ (−N

¿

ij

(

g

S

− 1

)

ik

2 ° forma fondamentale : forma bilineare associata a−N ¿

b

S

(

N

p

⋅ P

uu

)

d u

2

(

N

p

⋅ P

uv

)

du dv+ (

N

p

⋅ P

vv

)

d v

2

P :Ω→ S
P

¿

:T Ω→ TS
P

¿

:T

¿

S → T

¿

P

− 1 ∗¿ :T

¿

Ω →T

¿

S ¿