UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

 

 

    1. PROGRAMA DE MTM 5517 GEOMETRIA DIFERENCIAL

 

PRÉ-REQUISITO:

Nº DE HORAS-AULA SEMANAIS: 06

Nº TOTAL DE HORAS-AULA: 108

CURSO: Bacharelado em Matemática e Computação Científica

EMENTA: Curvas em R3 . Curvas em Rn. Curvas planas. Teoria Global. Superfícies em R3. Aplicação de Gauss (Segunda Forma Fundamental). Geometria Esférica. Geometria Hiperbólica.

 

OBJETIVOS GERAIS:

I - Propiciar ao aluno condições de:

1. Desenvolver sua capacidade de dedução

2. Desenvolver sua capacidade de raciocínio lógico e organizado.

3. Desenvolver sua capacidade de formulação e interpretação de situações matemáticas.

4. Desenvolver seu espírito crítico e criativo.

5. Perceber e compreender o interrelacionamento das diversas áreas de Matemática apresentadas ao longo do curso.

6. Organizar, comparar e aplicar os conhecimentos adquiridos.
 

II - Incentivar o aluno ao uso da Biblioteca.

III - Propiciar ao aluno condições de desenvolver sua capacidade de identificar e resolver problemas novos em Matemática.
 

OBJETIVOS:

 

PROGRAMA:

1 - Curvas em R3

Introdução. Curvas Parametrizadas. Curvas Regulares. Comprimento de Arco. Curvatura e Torsão. Curvas Indicatrizes e Involutas.

2 - Curvas em Rn. Curvas Planas.

Introdução. Referencial de Frenet, Equações de Frenet. Teoria Local de curvas Parametrizadas pelo Comprimento de Arco. Curvas planas com Curvatura Constante.

3 – Teoria Global de Curvas Planas

Número de Rotação, Umlaufsatz. Desigualdade Isoperimétrica

 

2 - Superfícies Regulares em R3

Introdução. Superfícies Regulares. Imagem Inversa de Valores Regulares. Funções Diferenciáveis sobre Superfícies. O Plano Tangente. Aplicações Diferenciáveis entre Superfícies e a Derivada de uma Aplicação. A Primeira Forma Fundamental (métrica induzida). Área. Orientação de Superfícies. Exemplos de Superfícies não Orientáveis. Campos Vetoriais sobre Superfícies.

3 - Aplicação de Gauss

Segunda Forma Fundamental. Curvatura Média, Curvatura Gaussiana. Derivada Covariante. Símbolos de Christoffel. Teorema de Egregium de Gauss e Equações de Mainard-Codazzi. Conexão de Levi-Civita sobre uma Superfície Mergulhada em R3 . Transporte Parallelo. Curvatura. Geodésicas.

4 – Geometria Esférica

Geodésicas de S2 . Isometrias de S2 . Teorema da soma dos ângulos internos de

um triângulo geodésico

5 – Geometria Hiperbólica

Modelo do semi-plano superior: geodésicas de H2 . Isometrias de H2 . Teorema da soma dos ângulos internos de um triângulo geodésico. Curvatura de H2.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

DO CARMO, M.; Differential Geometry of Curves and Surfaces, Prentice Hall, 1976.

KLINGENBERG, WILHELM; A Course in Differential Geometry, Springer-Verlag, GTM 51, 1978.

LIPSCHUTZ, MARTIN M.; Differential Geometry, Coleção Schaum , Series in Mathematics, MacGraw-Hill, 1969.

BEARDON, ALAN; The Geometry of Discrete Groups, Springer-Verlag, GTM 91, 1982.

VENTURA, PAULO; Geometria Diferencial, Coleção Matemática Universitária – SBM 1998.