Курс "Наглядная геометрия и топология" читается на механико-математическом факультете МГУ во втором семестре. Курсы на отделениях математики и механики достаточно сильно отличаются, данный курс предназначен для отделения механики.
Цель лекций - осветить ряд важных тем, которые традиционно оказываются не затронутыми в курсах геометрии и топологии, несмотря на то, что они касаются базовых вопросов этих курсов и, в явном или неявном виде, используются в различных сюжетах. Кроме того, имеется ряд красивых классических тем, которые вполне понятны студентам первого курса и даже старшим школьникам, тем не менее, эти темы обычно не обсуждаются в связи с нехваткой времени.
Список всех тем лекций
Лекция 1. Графы. Задача о железнодорожной сети.
Пример
Пример излома
Вершины, рёбра, петли, кратные рёбра
Путь, кольцевой путь, маршрут
Главный вопрос задачи
Связный граф
Теорема о минимальном числе маршрутов в системе
Задача Эйлера о мостах
Лекция 2. Замкнутые кривые на плоскости.
Формула Эйлера
Гладкая регулярная замкнутая плоская кривая
Регулярная монотонность пары кривых
Длина дуги и натуральная параметризация кривой
Свойства и среднее значение периодических функций
Примеры
Доказательство в одну сторону
Лекция 3. Триангулируемые двумерные поверхности.
Доказательство в другую сторону
Индекс Уитни
Край и ориентация симплекса
Пример ребра возврата
Триангулируемая двумерная поверхность
Примеры: диск, сфера, цилиндр, лента Мёбиуса, тор
Примеры
Лекция 4. Классификация поверхностей.
Гомеоморфизм поверхностей
Примеры
Обратные операции
Вклейка ленты Мёбиуса
Теорема о классификации неориентируемых поверхностей
Пример
Склейка поверхности из многоугольника
Общие слова о классификации двумерных кристаллов
Лекция 5. Группы движений плоскости.
Эквивалентность точек относительно группы
Дискретная группа движений
Кристаллографическая группа движений
Сведения о движениях плоскости
Теорема о конечности группы ортогональных преобразований
Группа поворотов и отражений
Теорема о кристаллографичности группы сдвигов
Теорема об устройстве группы сдвигов
Лекция 6. Классификация двумерных кристаллов.
Повторение прошлой лекции
Утверждение о связи группы ортогональных преобразований и группы сдвигов
видов групп ортогонального преобразования
(Решётки Браве.
Арифметический класс
различных арифметических классов
Расщепляемая (симморфная) группа
кристаллографических групп