Einführung in die Differentialtopologie (WS 2019/20)

(zurück zur Homepage)

Worum geht es?

Wenn Geometrie das Studium von Formen ist, ist Topologie das Studium der zugrundeliegenden Objekte losgelöst von ihrer konkreten Form. Zum Beispiel ist für die Geometrie der Radius eines Kreises eine wesentliche Information während in der Topologie alle Kreise gleich sind. Auch Ellipsen sehen durch die topologische Brille aus wie Kreise und, wie hinlänglich bekannt ist, sehen Kaffeetassen aus wie Donuts.

In der Differentialtopologie geht es um diejenigen Objekte, die Formen ohne Ecken und Kanten zulassen. Offizielle heißen diese Objekte ''differenzierbare Mannigfaltigkeiten''. Sie sind gleichzeitig der natürliche Lebensraum für differenzierbare Abbildungen, weswegen sie vielerorts in der Mathematik und Physik auftauchen.

Ziel dieser Vorlesung ist es, zunächst einige grundlegende Begriffe und Beispiele einzuführen und darauf aufbauend eine Auswahl grundlegender Sätze zu beweisen, die ein flexibles und intuitives Arbeiten mit Mannigfaltigkeiten erlauben.

Der genaue Vorlesungsinhalt wird sich letztendlich auch an den Interessen und Vorkenntnissen der Zuhörer*innen orientieren. Hier eine Themenauswahl:

Voraussetzungen und Anforderungen

Differenzierbare Mannigfaltigkeiten und Abbildungen sind gewissermaßen nichtlineare Versionen von Vektorräumen und linearen Abbildungen. Dementsprechend sollte man Grundkenntnisse aus Analysis und linearer Algebra mitbringen, um der Vorlesung zu folgen. Insbesondere die Differentialrechnung in mehreren Variablen wird eine zentrale Rolle spielen. Vorkenntnisse aus der Topologie sind hilfreich, aber nicht zwingend erforderlich. Die Vorlesung richtet sich in erster Linie an Masterstudierende, die (mehr) über Mannigfaltigkeiten erfahren wollen. Aber auch interessierte Bachelorstudierende sind herzlich willkommen.

Die Vorlesung ist als eigenständige Veranstaltung ausgelegt und soll andere Vorlesungen aus dem Bereich Geometrie und Topologie ergänzen. Formal wird es keinen Übungsbetrieb geben, es werden allerdings Übungsaufgaben gestellt und das Angebot von Abgabe mit Korrektur besteht. Parallel werden ein Seminar zur Morse Theorie (Behrens) und eine Vorlesung über alebraische Topologie (Bauer) angeboten, deren Besuch empfohlen wird.

Literatur

Material zur Vorlesung

Übungsblätter

Letzte Änderung: 14.10.2019