Fakta MA3402
Navn Analyse på mangfoldigheter
Obligatorisk for Ingen
Foreleser Nils Baas
Eksamen Muntlig, 100%
Lærebok Madsen, Tornehave: From Calculus to Cohomology: de Rham Cohomology and Characteristic Classes
Nettside http://www.math.ntnu.no/emner/MA3402/
semester Høst

Stokes' teorem er perlen i TMA4105 Matematikk 2, og danner i sin 1-, 2- og 3-dimensjonale reelle form grunnlaget for mye av kalkulus og dermed også fysikk. Men hvorfor skal det slutte etter tre stusselige dimensjoner?

Ved å definere alternerende former over endelig-dimensjonale vektorrom, samt smash-produktet for slike, så glatte former over åpne mengder i $ \mathbb{R}^n $ og ytre-derivasjon (sistnevnte generaliserer div, grad og curl), følger en opp med de Rham-kohomologi for åpne mengder. Dette generaliseres så naturlig til mangfoldigheter (TMA4190 Mangfoldigheter er for øvrig ''ikke'' nødvendig å ha tatt), hvor integrasjon defineres, slik at en ender opp med "det ultimate Stokes' teorem":

\int_M \mathrm{d}\omega = \int_{\partial M} \omega.

I forelesers egne ord: "Hvis en ikke synes dette er pent, bør en kanskje ikke studere matematikk..."

Faget egner seg godt til å ta parallelt med MA3403 Algebraisk topologi I, da de Rham-kohomologi er et av spesialtilfellene en kan fremstille fra teorien i det faget. Underveis er det også en del teknikker som overlapper (Mayer-Vietoris, visse lange eksakte sekvenser, osv.).