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書記が数学やるだけ#548 構造方程式とガウス-ボネの定理,ポアンカレ-ホップの指数定理

    構造方程式を用いたガウス-ボネの定理,ポアンカレ-ホップの指数定理の証明を行う。


    問題

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    説明

    種数,オイラー標数について簡単に示す。

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    オイラー標数について,ガウス-ボネの定理,ポアンカレ-ホップの指数定理が重要。

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    これらを示すには,構造方程式を用いると便利である。

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    解答

    まず第1構造方程式を導出する。

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    これを整理して第2構造方程式を得る。

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    ここで,Kはガウス曲率であることを確認。

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    ガウス曲率の面積分と指数の関係を示す。

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    指数の和とオイラー標数の一致から,目当ての定理を得る。

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