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      微分幾何期中考試

      時(shí)間:2019-05-13 13:26:55下載本文作者:會(huì)員上傳
      簡介:寫寫幫文庫小編為你整理了多篇相關(guān)的《微分幾何期中考試》,但愿對你工作學(xué)習(xí)有幫助,當(dāng)然你在寫寫幫文庫還可以找到更多《微分幾何期中考試》。

      第一篇:微分幾何期中考試

      2009—2010年微分幾何期中考試試題

      一、判斷題(10分)

      1.在光滑曲線的正常點(diǎn)處,切線存在而且唯一。()

      2.空間曲線的曲率與撓率完全確定了空間曲線的形狀。()

      3.保角變換一定是等距變換。()

      4.撓率是空間曲線的副法向量對于弧長的旋轉(zhuǎn)速度。()

      5.空間曲線穿過密切平面和從切平面,不穿過法平面。()

      二、計(jì)算與證明題:

      1.已知圓柱螺線的參數(shù)方程

      (C):r={acost,asint,bt},t R

      (1)求曲線C上任一點(diǎn)M的基本向量a,b,g。

      (2)求曲線C上任一點(diǎn)M及A(a,0,0)點(diǎn)的切線和法平面及密切平面的一般方程。

      (3)求曲線C的主法線曲面的參數(shù)方程和一般方程。

      2.已知空間曲線(Viniani曲線):

      222ì?x+y+z=1(C):?í22???x+y=x

      求曲線C在(0,0,1)點(diǎn)的曲率。

      3.

      第二篇:微分幾何教案 第七講

      具體如下:

      取M上的向量場X,對給定的x?M,有

      *?(x)?T于是X(x)?TxM,xM為關(guān)于X的齊次線性函數(shù),有

      ?(X)(x)??(x)?X(x)?,x?M.對?f,g?C(M)和?X,Y?X(M), 有

      ?(fX?gY)?f?(X)?g?(Y).下面設(shè)?1,?,?p?T*M(即1-形式),X1,?,XP為M上的向量場。

      d?(?1????p)(X1,?,Xp)?????(p)?(?1)S(?)?1(Xi1)??p(XS(?)(i1?ip)?(?1)?1(Xi1)??p(Xip)?det(?i(Xj)),其中?(p)是?1,2,?,p?的置換群,即Sp,?{i1,?,ip}??(p),S(?)是?的逆序數(shù)。一般地,設(shè)

      ??i1??ip?ai1?ip?i1????ipi1??ip?(X1,?,Xp)?

      ?ai1?ip?i1????ip(X1,?,Xp).1

      并且,設(shè)?和?分別為M上的p?形式和q?形式,則

      (???)(X1,?,Xp?q)???(?1)S(?)(X??(p?q)?i1,?,Xip)??(Xip?1,設(shè)U?,U?是M上x處的兩個(gè)坐標(biāo)鄰域,它們的局部坐標(biāo)分別為?x?i?和?x?j?。設(shè)M上的p?形式?(x)在這兩個(gè)局部坐標(biāo)系中分別表示為

      ?(x)???a??iip1?ip(x)dx?i1???dxi?i1p??b

      jjp1?jp(x)dxj?j1???dx?j1???p.則有坐標(biāo)變換公式:

      b(x?i1,?,x?ip)j1?jp(x)????(xaii1???ip1?ip(x).?j1,?,x?jp)

      三、外微分

      對流形M上的0-形式f(即函數(shù)f?C?(M)),由函數(shù)的微分,有

      df(x)??n?fdxi?1?xi,i 2

      Xip?q?,為M上的1-形式,上式表明,“d”是F0(M)到F1(M)的映射。下面將“d”推廣為Fp(M)到Fp?1(M)的映射。df

      定義:設(shè)U為流形M上含x的坐標(biāo)鄰域,局部坐標(biāo)為?xi?。如果M上的p?形式在U中寫成

      ?(x)??iai1?ip(x)dx?i1???dx?1???ip則定義外微分如下:

      d??d(x)dxi?dai1?ipi1???dxip1???ip?a?n?i1?ip(x)i?1???ipj?1?xdxj?dxij1???d:Fp(M)?Fp?1(M)??d?

      性質(zhì):

      ① 對??,??Fp(M),?1,?2?R有

      d(?1???2?)??1d???2d?.② 對??Fp(M),??Fq(M),有

      d(???)?d????(?1)p??d?.ip,dxip.r③ d?d?0,即???F(M),都有

      d(d?)?0.③ 當(dāng)p?n時(shí),對

      ???Fp(M),必有 d??0.例 考慮R3,取它的直角坐標(biāo)系(x,y,z),則R3上所有微分形式為

      0?形式:?0?f(x,y,z),f?C?(R3).1?形式:?1?adx?bdy?cdz,a,b,c?C?(R3).2?形式:

      ?2?ady?dz?bdz?dx?cdx?dy,a,b,c?C

      3?形式:?3?adx?dy?dz,a?C?(R3).分別求它們的外微分。龐卡萊引理及逆命題

      定義: 設(shè)M是n維微分流形,??Fp(M)。如果d??0,則稱?為閉微分形式(簡稱閉形式)。如果存在??Fp?1(M)使得??d?,則稱?為恰當(dāng)微分形式(簡稱恰當(dāng)形式)。顯然有

      (R3).?定理(Poincare?引理)設(shè)?是M上的p?形式且是恰當(dāng)?shù)模瑒t?必是閉形式。定理(Poincare?引理的逆命題)

      ?是U上的p?形設(shè)開集U?M可收縮為一點(diǎn),式,若?是閉的,則?是恰當(dāng)?shù)摹?/p>

      對偶映射

      定義:設(shè)M,N分別為m維和n維微分流形,F(xiàn):M?N是C?映射。定義映射

      F*:FP(N)?FP(M),(0?p?n)??F(?)*

      使得對任何x?M,X1,?,Xp?TxM有

      (F*(?))(x)?X1,?,XP???(F(x))?F*(x)X1,?,F*(x)XP?

      其中F*即dF,是F的微分。F*稱為映射F*的對偶映射。性質(zhì):

      ⑴ F*是線性的,即對??1,?2?FP(N),有

      F*(?1?1??2?2)??1F*(?1)??2F*(?2).⑵ 對??,??Fp(N),有

      F*(???)?F*(?)?F*(?).⑶ d?F*?F*?d,即對???Fp(N)有

      d(F*?)?F*(d?).⑷ 若 F:M?N,G:N?P是C?的,則

      (G?F)*?F*?G*.局部地,設(shè)(U,?)和(V,?)分別為M和N上包含x和y?F(x)的坐標(biāo)圖,F(xiàn)(U)?V,局部坐標(biāo)分別為?xi?和?yj?。如果設(shè)

      ?(y)??ai1?ip(y)dyi1???dyip,i1???ip則

      F(?)(x)??ai1?ip(F(x))*i1???ipj1???jpdxj1???dxjp.?(xj1,?,xjp)?(yi1,?,yip)§5.8 流形上的積分

      一、體積元與可定向流形

      設(shè) ?x1,?,xn?是Rn的一個(gè)直角坐標(biāo)系?e1*,?,en*?為xi方向的單位向量構(gòu)成的一個(gè)有序標(biāo)準(zhǔn)正交基,取Rn的一個(gè)n?形式:

      ??dx1???dxn, 顯然

      ?(e,?,e)?det(dxi(e))?1.*1*n*j它給出以e1*,?,en*為邊構(gòu)成的n維正立方體。一般地,若?e1,?,en?是Rn的任一個(gè)有序基,則

      于是

      可將之視為以“有向?e1,?,en反)”。如R2上,取一般地,在?e1,?,en

      eni??a1ije*j.j?

      (e1,?,en)?(dx1???dxn)(e1,?,en)?det(dxi(ej))?det(aij).(e1,?,en)為邊的平行多面體的積”。若det(aij)?0(?0)則稱基底?e**1,?,en?的“定向相同(相dx1???dxn稱為Rn的標(biāo)準(zhǔn)體積元。e1?(1,0),e2?(0,1).(如圖示)

      e1'?e2,e2'?e1.[ee?01?1',2']?[e1,e2]??10??, det(aij)??1?0.n維實(shí)向量空間V上任取兩組基?e1',?,en'?,它們的關(guān)系為

      ej'?aijei,j?1,?,n.?體?與標(biāo)準(zhǔn)基???及或

      ?e',?,e'???e,?,e?[a].1n1nij定義等價(jià)關(guān)系:

      ?e1,?,en?~?e1',?,en'??det(aij)?0.這樣就可將V的所有有序基分為兩個(gè)類,稱之為V的定向。同一等價(jià)類中各元的定向相同,不同的等價(jià)類的元之間的定向相反。如 R3中,{i,j,k}代表的右手系習(xí)慣稱為正定向,而{i,k,j}代表的左手系為反定向。又如Rn中??1?,?n?確定它的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定向流形的定向。

      定義:設(shè)M是n維微分流形,?(U?,??)?是M的一個(gè)圖集。若該圖集能確定?x?M的切空間TxM的定向,則稱M是可定向的。M可定向??x?U??U?處雅可比行列式

      ??x?j??(x?1,?,x?n)??det??0.??x???i?x?(x?1,?,x?n)x并非所有的流形都可定向,如Mobius帶。定義:設(shè)?是M上的一個(gè)n-形式,若對?x?M,都有?(x)?0,則稱?為流形M的一個(gè)體形式(體積元)。可以證明:M可定向?M上有一個(gè)體積元。設(shè)x點(diǎn)處局部坐標(biāo)系?x1,?,xn?,則TxM有自然基?????,?,??xn???x1,若對?x?M都有?????(x)????x,?,1?xn向,否則反向。定義:設(shè)M,形,其定向分別由?:M?N為C?向相同,則稱向的。

      命題:設(shè)映射N分別由n-形式所定向,則

      ?

      保定向流形上的積分首先考慮Rn中開集系。取切空間的基

      ?0,則?確定了流形M

      N是兩個(gè)已定向的n維微分流??Fn(M)和??Fn(N)確定,若微分形式?*?與?是保定向的;否則稱?是:M?N,x?y??(x),流形??dx1???dxn和??dy1????(y1,?,yn)?(x?0.1,?,xn)U,?xi?為Rn的整體坐標(biāo)

      ???????x,?,?確定U的正方

      1?xn?9

      M和?dyn的???的定映射。?反定? 向,于是Rn成為一定向流形。

      設(shè)f為U上一個(gè)可積函數(shù),??f(x)dx1???dxn.?U???Uf(x)dx1???dxn??Uf(x1,?,xn)dx1?dxn.d

      下面考慮n維可定向的微分流形M。設(shè) ?(U?,??)?是M上的一個(gè)圖冊,局部坐標(biāo)為?x?1,?,x?n?,下面用切空間上的自?????x,?,??1?x?確定M的定向。

      n?取M的開覆蓋?U??的一個(gè)單位分解?f?在M上的C?函數(shù)族?f??,滿足

      ① 對任何?及?x?M,有0?f?(x)?x?U?時(shí),f?(x)?0; ② 對 ?x?M,僅有有限個(gè)f?(x)?0。③ 對 ?x?M,?f?(x)?1。

      ?設(shè)?是M上的一個(gè)n?形式,且其支集Supp??d?x?M|?(x)?0?,是一個(gè)緊子集。如果對某個(gè)?有Supp??有U?上可表示為

      ??a(x)dx?1???dx?n.然基,即存,且當(dāng)

      U?,則?1

      ?定義:

      ?U????U?a(x)dx?1???dx?n???(U?)a(x?1,?,x?n)dx?1?dx?n.d

      一般地,由于Supp是緊致的,可選有限個(gè)鄰域?U1,?,Um?覆蓋Supp?,即有

      Supp???mj?1Uj.由單位分解?fm??可知???f?1j?jSupp(fi?)?Uj,j?1,?,n.于是,定義:n?形式?在已定向流形M上的積分為d?mmmM????Mfj????Ujfj?????j(Uj)fj(x)a(x)dxj?1j?1j?11可以證明,有如下性質(zhì):

      設(shè) ?,?1,?2是已定向的n維流形M上的有緊支集的n?形式,則 ① ?M(?1??2)??M?1??M?2;② ?M?????M?,??R;③ ??M????M?;

      ④ 若?為M上的體積元,它確定M的正向,g(x)?0 為M上的連續(xù)實(shí)函數(shù),則

      dxn.,? ?Mg??0

      當(dāng)且僅當(dāng)g?0上式取等號。

      M?M1?M2,⑤ 若M1,M2為M的不相交開集,且M1,M2的定向與M一致,則

      ?M???M???M?.12變量置換公式:

      設(shè)M,N是已定向的n維微分流形,?:M?N是一個(gè)保定向的微分同胚,?為N上的n?形式,則

      *????N?M? 特別地,當(dāng)?:U??(U)?Rn,x??(x)?y,(U為Rn的一開子集)是一微分同胚時(shí),則對?(U)上的可積函數(shù)f(y)有

      ??(U)f(y)dy1?dyn??Uf(?(x))|J|dx1?dxn.如 當(dāng)n?1時(shí),?:[a,b]?[a',b']是一C?同胚,??f(x)dx,則有

      *????[a',b']?[a,b]?,即

      ?a'f(x)dx??af[?(t)]?'(t)dt,b'b即 經(jīng)典的變量變換公式。

      第三篇:第四版微分幾何期末復(fù)習(xí)總結(jié)

      1.求I弧長和交角.(1)I?du2?sinh2udv2,求u=v的弧長.解:u=v?I?du2?sinh2udu2=(1+sinh2u)du2=cosh2udu2,設(shè)曲線u=v上兩點(diǎn)A(u1),B(u2)?u10,則在P0鄰近K>0,從而對于圍繞P0點(diǎn)的充分小的曲邊四邊形有?Kd??0得出矛盾,GK?0,即曲面為可展曲面.(2)若曲面s的高斯曲率處處小于零,閉測地線....證:若存在所述閉測地線C,它所圍成的曲面部分為G,由高斯-波涅公式得??Kd??G?k??Ggds??(???i)?2?.i?1k因?yàn)镵?0,則??Kd??0,又后兩項(xiàng)均為0,得出矛盾,所以不存在所述閉測地線.G6.證明曲線x?1?3t?3t2,y?2?2t?5t2,z?1?t2為平面曲線,并求出所在平面方程.證:因?yàn)閞,r1,r2,r3=0??=0?平面曲線;令t=0?r=?1,2,1?r1=?3,-20?,因?yàn)槠矫媲€平面方程即密切平面?R-r,r1,r2?=0,所以方程為2x+3y+19z-27=0k?0?直線.7.證明如果曲線?:r=r(s)為一般螺線,?,?為?的切線向量和主法向量,R為?的曲率半徑,證明?:r(s)?R?-??ds也是一般螺線.證:將r*=R?-??ds兩邊對s求微商,???(ds/ds)=R?,所以?*=??;因?yàn)?是一般螺線,所以存在向量P:??P=c=常數(shù)?**?*?P=???P=?c=常數(shù).即得證?也是一般螺線.?k/t?常數(shù)?一般螺線?8.求切平面:(1)圓柱面r=?Rcos?,Rsin?,z?.解:求r?,rz?(R?r,r?,rz)?0即Xcos??Ysin??R=0;(2)證明曲面r=?u,v,a3/(uv)?體積為常數(shù).證:求ru,rv?(R?r,ru,rv)?0即a3/(u2v)X?a3/(u2v)Y?Z?3a3/(uv)=0?V=(1/3)(1/2)?3u?3v?(3a/uv)=(9/2)a?c9.三線三面:法平面(R-r0)?r01?0;密切?R-r0,r01,r02?=0;從切?R-r0,r01?r02,r01?=0;33 10.證明對于正螺面r??ucosv,usinv,bv?,-??u???,-??v???, 處處有EN?2FM?GL?0.證:由于r??ucosv,usinv,bv?;ru??cosv,sinv,0?;rv???usinv,ucosv,b?;ruu??0,0,0?;ruv???sinv,cosv,0?;rvv???ucosv,?usinv,0?;22所以E?1,F?0,G?u?b.n?1/u2?b2bsinv,?bcosv,u.L?0,M??b,N?0.故EN?2FM?GL?0.11.求出拋物面z?1/2(ax2?by2)在(0,0)點(diǎn),方向(dx,dy)的法曲率。解:因?yàn)閞??x,y,1/2(ax2?by2)?,所以p?ax,q?by.r?a,s?0,t?b.在(0,0)點(diǎn)有p0=0,q0?0,r0?a,s0?0,t0?b,E?1,F?0,G?1,L?a,M?0,N?b.I?dx2?dy2,II?adx2?bdy2,故在(0,0)點(diǎn)沿方向(dx:dy)的法曲率為:k(?II/I?[adx2?bdy2]/[dx2?dy2]?[a(ndx:dy)

      1212?切線R-r0=?r1(0);主法線R-r0=?(?r01??r0?r0)?;副法線?R-r0?=?(r0?r0).dx2dx)?b]/[()2?1]dydy

      第四篇:微分幾何答案彭家貴陳卿

      習(xí)題一(P13)

      2.設(shè)是向量值函數(shù),證明:

      (1)常數(shù)當(dāng)且僅當(dāng);

      (2)的方向不變當(dāng)且僅當(dāng)。

      (1)證明:常數(shù)常數(shù)常數(shù)。

      (2)注意到:,所以的方向不變單位向量常向量。

      若單位向量常向量,則。

      反之,設(shè)為單位向量,若,則。

      由為單位向量。

      從而,由常向量。

      所以,的方向不變單位向量常向量

      。即的方向不變當(dāng)且僅當(dāng)。

      補(bǔ)充:

      定理

      平行于固定平面的充要條件是。

      證明::若平行于固定平面,設(shè)是平面的法向量,為一常向量。

      于是。

      :若,則。若

      則方向固定,從而平行于固定平面。

      若,則。令則

      3.證明性質(zhì)1.1與性質(zhì)1.2。

      性質(zhì)1.1(1)證明:設(shè),則

      (2)證明:設(shè),則

      (3)證明:設(shè),則

      同理,所以。

      性質(zhì)1.2

      證明:(1)

      證明:(2)

      4.設(shè)是正交標(biāo)架,是的一個(gè)置換,證明:

      (1)是正交標(biāo)架;

      (2)與定向相同當(dāng)且僅當(dāng)是一個(gè)偶置換。

      (1)證明:當(dāng)時(shí),;

      當(dāng)時(shí),所以,是正交標(biāo)架。

      (2)證明:

      A)當(dāng)

      B)當(dāng)

      C)當(dāng)

      D)

      當(dāng),此時(shí),;

      E)

      當(dāng)

      F)

      當(dāng)

      所以,與定向相同當(dāng)且僅當(dāng)是一個(gè)偶置換。

      習(xí)題二(P28)

      1.求下列曲線的弧長與曲率:

      (1)

      解:

      所以,2.設(shè)曲線,證明它的曲率為

      證明:

      3.設(shè)曲線C在極坐標(biāo)下的表示為,證明曲線C的曲率表達(dá)式為

      證明:

      所以,;;

      。

      因此,4.求下列曲線的曲率與撓率:

      (4)

      解:。

      所以,。

      5.證明:的正則曲線的曲率與撓率分別為。

      證明:

      根據(jù)弗雷內(nèi)特標(biāo)架運(yùn)動(dòng)方程,得:

      所以。

      6.證明:曲線

      以為弧長參數(shù),并求出它的曲率,撓率與Frenet標(biāo)架。

      證明:1)

      所以,該曲線以為弧長參數(shù)。

      由及

      所以,2)。

      3)所求Frenet標(biāo)架是,其中。

      10.設(shè)是中的一個(gè)合同變換。是中的正則曲線。求曲線與曲線的弧長參數(shù)、曲率、撓率之間的關(guān)系。

      解:(1)

      可見,與曲線除相差一個(gè)常數(shù)外,有相同的弧長參數(shù)。

      (2)

      可見,與曲線有相同的曲率。

      (3)

      可見,與曲線的曲率相差一個(gè)符號。

      13.(1)求曲率(是弧長參數(shù))的平面曲線。

      解:設(shè)所求平面曲線因?yàn)槭腔¢L參數(shù),所以

      可設(shè),由曲率的定義,知

      所以,所求平面曲線。

      20.證明:曲線與曲線是合同的。

      證明:1)對曲線作參數(shù)變換,則。

      可知是圓柱螺線(),它的曲率和撓率分別為。因此,只要證明曲線的曲率,撓率,從而根據(jù)曲線論基本定理,它們可以通過剛體運(yùn)動(dòng)彼此重合。

      2)下面計(jì)算曲線的曲率與撓率。

      由,進(jìn)而。

      21.證明:定理4.4

      定理4.4

      設(shè)是連續(xù)可微函數(shù),則

      (1)

      存在平面的曲線,它以為弧長參數(shù),為曲率;

      (2)

      上述曲線在相差一個(gè)剛體運(yùn)動(dòng)的意義下是唯一的。

      證明:先證明(1),為此考慮下面的一階微分方程組

      給定初值,其中是中的一個(gè)與自然標(biāo)架定向相同的正交標(biāo)架,以及,則由微分方程組理論得,有唯一一組解滿足初始條件:。

      若為所求曲線,則必是它的Frenet標(biāo)架。因此,我們首先證明

      均是與自然定向相同的正交標(biāo)架。

      將微分方程組改寫成其中。

      是一個(gè)反對稱矩陣,即令

      對求導(dǎo),并利用有:

      表明是微分方程組的解。

      定義則

      所以,是微分方程組的解。

      注意到:,所以是微分方程組

      滿足初始條件的唯一解。從而

      所以,均是正交標(biāo)架。

      由于是關(guān)于的連續(xù)函數(shù),且。故由

      知。

      可見,均是與自然定向相同的正交標(biāo)架。

      于是由微分方程組有:,這表明為弧長參數(shù)。從而由推出是單位切向量。由推出是曲線的曲率,從而由推出由,即是單位正法向量。

      可見,微分方程組的滿足初始條件:

      唯一一組的確表明:存在平面的曲線,它以為弧長參數(shù),為曲率,當(dāng)是連續(xù)可微函數(shù)時(shí)。

      再證明(2):設(shè)與是平面中兩條以為弧長參數(shù)的曲線,且定義在同一個(gè)參數(shù)區(qū)間上。則存在剛體運(yùn)動(dòng)

      把曲線變?yōu)?,即?/p>

      證明開始:設(shè),考慮兩條曲線在處的Frenet標(biāo)架

      與。

      則存在平面中一個(gè)剛體運(yùn)動(dòng)把第二個(gè)標(biāo)架變?yōu)榈谝粋€(gè)標(biāo)架,即與在處的Frenet標(biāo)架重合。因此我們只須證明當(dāng)曲線與在處的Frenet標(biāo)架重合時(shí)。

      曲線Frenet標(biāo)架的標(biāo)架運(yùn)動(dòng)方程為

      這是一個(gè)關(guān)于向量值函數(shù)的常微分方程。曲線的Frenet標(biāo)架與的Frenet標(biāo)架都是微分方程組的解。它們在處重合就意味著這兩組解在的初值相等,由解對初值的唯一性定理立即得到。定理證明完成。

      習(xí)題三(P68)

      2(1)是什么曲面?

      解:

      4.證明:曲面的切平面過原點(diǎn)。

      證明:無妨假定方程確定一個(gè)的隱函數(shù),于是

      設(shè),則

      所以,處的切平面為

      易見,當(dāng)時(shí),有:

      所以結(jié)論為真。

      6.證明:曲面在點(diǎn)的切平面等于曲面上過點(diǎn)的曲線在點(diǎn)的切向量的全體。

      證明:設(shè)曲面的參數(shù)方程為。令為參數(shù)區(qū)域中過則的參數(shù)曲線,為曲面上過點(diǎn)的曲線。于是

      這表明曲線過點(diǎn)的切向量都可由與線性表出??梢娺^點(diǎn)的切向量都在過點(diǎn)的切平面上。另一方面,對于任意切向量,在參數(shù)區(qū)域中取過且方向?yàn)榈膮?shù)曲線

      則此時(shí),從而。

      這表明:在點(diǎn)的切平面中每一個(gè)向量都是過點(diǎn)的某一曲線的位于點(diǎn)的切向量。

      于是:曲面在點(diǎn)的切平面等于曲面上過點(diǎn)的曲線在點(diǎn)的切向量的全體。

      25.求雙曲拋物面的Gauss曲率,平均曲率,主曲率和它們所對應(yīng)的主方向.解:

      由,。,其中。

      由。

      于是Gauss曲率:,平均曲率:。

      因?yàn)?,所以,所以主曲率?/p>

      對應(yīng)的主方向?yàn)?,其?/p>

      .所以。

      同理,另一個(gè)主曲率:,對應(yīng)的主方向?yàn)椤?/p>

      注:設(shè)為外恩格爾登變換,則。

      補(bǔ)充:定理

      (1)函數(shù)是主曲率的充要條件是。

      (2)方向

      d

      =

      du:dv

      是主方向的充要條件是。

      證明:(1)設(shè)是對應(yīng)的主方向,則有,即。

      分別用與上式兩邊作內(nèi)積,得。

      所以主方向滿足

      由于不全為零,可得

      (2)在臍點(diǎn)。

      從而由可知,,中的兩個(gè)方程成為恒等式。此時(shí),任何方向都是主方向。

      在非臍點(diǎn),分別用和代入

      得到相應(yīng)的主方向

      和。

      改寫成由于不全為零,有。

      28.曲面上的一條曲線稱為曲率線,如果曲線在每一點(diǎn)的切向量都是曲面在該點(diǎn)的一個(gè)主方向。證明:曲線是曲率線當(dāng)且僅當(dāng)沿著,與平行。

      證明:

      設(shè)為外恩格爾登變換,則。

      所以,曲線是曲率線當(dāng)且僅當(dāng)沿著,與平行。

      29.設(shè)是曲面的一個(gè)參數(shù)表示,證明:曲面的參數(shù)曲線和

      是曲率線的充要條件是。

      證明:曲面的參數(shù)曲線,記是曲率線等價(jià)于曲線在每一點(diǎn)的切向量都是曲面在該點(diǎn)的一個(gè)主方向曲線在每一點(diǎn),同理,曲面的參數(shù)曲線,記是曲率線等價(jià)于曲線在每一點(diǎn)的切向量都是曲面在該點(diǎn)的一個(gè)主方向曲線在每一點(diǎn),顯然,(假若,則矛盾?。?。從而。

      所以,曲面的參數(shù)曲線和是曲率線的充要條件是。

      35.若曲面是極小曲面,證明:除相差一個(gè)常數(shù)外,它可以寫成,這個(gè)曲面稱為Scherk面。

      證明:設(shè)曲面的參數(shù)方程為,則。

      因此,。

      由得到,即。

      上式可化為

      (1)

      由于上式左邊是的函數(shù),右邊是的函數(shù),故只能是常數(shù),設(shè)此常數(shù)為。

      當(dāng)時(shí),由(1)可知,其中是常數(shù)。

      于是該極小曲面是平面,其中。(不是Scherk曲面)

      下面設(shè)。由(1)得,令,即。則有。

      于是。在軸方向作一平移,可設(shè),從而,積分得。

      同理,由可得。

      于是。

      第五篇:蘇步青我國微分幾何研究的開拓者著名數(shù)學(xué)家

      蘇步青——我國微分幾何研究的開拓者著名數(shù)學(xué)家

      (1902-)

      谷超豪

      蘇步青,數(shù)學(xué)家,數(shù)學(xué)教育家。早年執(zhí)教于浙江大學(xué),后長期擔(dān)任復(fù)旦大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)工作。研究領(lǐng)域涉及仿射曲面理論,射影曲線一般理論,曲面的射影微分

      幾何理論等,獲許多優(yōu)秀成果。在計(jì)算幾何及其應(yīng)用方面頗多建樹。是我國微分幾何研究的開拓者之一。

      蘇步青1902年9月23日出生于浙江省平陽縣帶溪村。父親蘇宗善,靠種地為生。童年的蘇步青已學(xué)會(huì)做些輔助勞動(dòng),割草、喂豬、放牛等活兒都干過。由于家境貧寒,不能上學(xué)讀書,他靠自己找書看,《水滸》、《聊齋》等名著不只讀過一遍。每當(dāng)放?;丶衣愤^村上私塾,他總要湊上去偷聽一陣。父親眼看兒子如此好學(xué),終于決定節(jié)衣縮食,在他9歲時(shí)送他上學(xué)。

      1915年8月,蘇步青考取溫州市浙江省立第十中學(xué),1919年7月中學(xué)畢業(yè),赴日本留學(xué)進(jìn)東亞日語預(yù)備校學(xué)習(xí)。第二年3月,以第一名成績考入東京高等工業(yè)學(xué)校電機(jī)系。1924年,又以第一名成績考進(jìn)東北帝國大學(xué)數(shù)學(xué)系。1927年發(fā)表第一篇學(xué)術(shù)論文,同年入本校研究生院當(dāng)研究生并兼任教員。1931年1月在東北帝國大學(xué)獲得理學(xué)博士學(xué)位,3月偕夫人松本米子(后加入中國籍,改名蘇松本,以畢生精力支持蘇步青的事業(yè))回國。60年來他一直為中國的數(shù)學(xué)事業(yè)和教育事業(yè)奮斗不息,取得了輝煌的成就,受到數(shù)學(xué)界和全國人民的敬仰和愛戴。

      學(xué)術(shù)上的重大成就

      蘇步青的研究方向主要是微分幾何。1872年,德國數(shù)學(xué)家F.克萊因(Klein)提出了著名的“愛爾蘭根計(jì)劃書”,在其中總結(jié)了當(dāng)時(shí)幾何學(xué)發(fā)展的情況,認(rèn)為每一種幾何學(xué)都聯(lián)系一種變換群,每種幾何學(xué)所研究的內(nèi)容就是在這些變換群下的不變性質(zhì)。除了歐氏空間運(yùn)動(dòng)群之外,最為人們所熟悉的有仿射變換群和射影變換群。因而,在19世紀(jì)末期和本世紀(jì)的最初三四十年中,仿射微分幾何學(xué)和射影微分幾何學(xué)都得到很迅速的發(fā)展。蘇步青的大部分研究工作是屬于這個(gè)方向的。此外,他還致力于一般空間微分幾何學(xué)和計(jì)算幾何學(xué)的研究。一共發(fā)表了156篇學(xué)術(shù)論文,并有專著和教材十多部。他的不少成果已被許多國家的數(shù)學(xué)家大量引用或作為重要的內(nèi)容被寫進(jìn)他們的專著。

      對仿射微分幾何學(xué)的研究 仿射群是比歐幾里德群大一些的變換群,它能夠保持“直線”和“平行性”,但沒有線段長度和正交性等概念。蘇步青在20年代后期,就致力于微分幾何學(xué)這一分支的研究,當(dāng)時(shí)在國際上處于熱門。他的成就之一就是引進(jìn)和決定了仿射鑄曲面和仿射旋轉(zhuǎn)曲面,他決定了所有仿射鑄曲面并討論了它們的性質(zhì),仿射旋轉(zhuǎn)曲面是仿射鑄曲面的一種特殊情形,它的特征是這種曲面的仿射法線必和一條定直線相交,因而它們是普通的旋轉(zhuǎn)曲面非常自然的推廣。

      蘇步青對仿射微分幾何的另一極其美妙的發(fā)現(xiàn)是:他對一般的曲面,構(gòu)作出一個(gè)仿射不變的4次(3階)的代數(shù)錐面。在仿射的曲面理論中為人們注目的許多協(xié)變幾何對象,包括2條主切曲線,3條達(dá)布(Darboux)切線,3條塞格雷(Segre)切線和仿射法線等等,都

      可以由這個(gè)錐面和它的3根尖點(diǎn)直線以美妙的方式體現(xiàn)出來,形成一個(gè)十分引人入勝的構(gòu)圖,這錐面被命名為蘇錐面。蘇步青的關(guān)于仿射微分幾何學(xué)的成果,使他在30年代初就成為世界上著名的微分幾何學(xué)家,后來據(jù)此寫成了《仿射微分幾何》(1981年出版)一書,評論者(美國《數(shù)學(xué)評論》)認(rèn)為,許多內(nèi)容是“絕對杰出的”,還說,“這本漂亮的、現(xiàn)代化的書是任何學(xué)術(shù)圖書館所必備的”。

      對射影曲線論的研究射影群比仿射群更大,它能保持直線的概念,但“平行性”的概念已不復(fù)出現(xiàn)。在18、19世紀(jì)中,射影幾何曾長期吸引數(shù)學(xué)家們的注意。例如,通過子群,它可以把歐氏幾何和另外兩類非歐幾何學(xué)統(tǒng)一在同一理論體系中。由于既無度量,又無平行性,其微分幾何的研究更為困難。即使是曲線論,雖經(jīng)著名幾何學(xué)家E.邦皮亞尼(Bompiani)、蟹谷乘養(yǎng)等人的多年研究,甚至在3維情況,結(jié)果也并不理想,更不用說高維情況了。蘇步青發(fā)現(xiàn)平面曲線在其奇點(diǎn)的一些協(xié)變的性質(zhì),運(yùn)用幾何結(jié)構(gòu),以非常清楚的方法,定出了曲線在正常點(diǎn)的相應(yīng)的射影標(biāo)架(隨曲線而變動(dòng)的基本多面體),從而為射影曲線論奠定了完美的基礎(chǔ),得到國際上高度的重視。搞局部微分幾何的學(xué)者,往往把奇點(diǎn)扔掉,而蘇步青恰恰是從奇點(diǎn)發(fā)掘出隱藏著的特性,陳省身教授對此十分欣賞。在這項(xiàng)研究中,蘇步青和他的學(xué)生也同時(shí)推進(jìn)了代數(shù)曲線奇點(diǎn)的研究,有關(guān)的工作完成于三四十年代,抗戰(zhàn)期間就已寫成專著,但始終不得出版,到1954年,才作為他所寫的第一本專著,由中國科學(xué)院出版。后來又出了英譯本,《數(shù)學(xué)評論》的評閱者說:“現(xiàn)在射影幾何被應(yīng)用于數(shù)學(xué)物理和廣義相對論中的各種問題,這本書已成為更重要了?!?/p>

      對射影曲面論的研究射影曲面論比曲線論要復(fù)雜得多,在30年代到40年代中,蘇步青對它作了非常深入的,內(nèi)容豐富的研究,在這里我們僅僅指出以下幾項(xiàng):

      對于一個(gè)曲面上一般的點(diǎn)P,S.李(Lie)得到一個(gè)協(xié)變的二次曲面,被命名為李二次曲面。作∞2李二次曲面的包絡(luò),除原曲面外,還有4張曲面,于是,對于每點(diǎn)P就有4個(gè)對應(yīng)點(diǎn),它們形成了點(diǎn)P的德穆林(Demoulin)變換。這時(shí),所構(gòu)成的空間四邊形稱為德穆林四邊形。蘇步青從這種四邊形出發(fā),構(gòu)作出一個(gè)有重要性質(zhì)的協(xié)變的二次曲面,后來這二次曲面被稱為蘇二次曲面。

      他還研究了一種特殊的曲面,稱為S曲面,它們的特點(diǎn)是,其上每點(diǎn)的蘇二次曲面都相同,這類曲面有許多有趣的性質(zhì)。他完全地決定了它們,并作出了分類。

      蘇步青還研究了射影極小曲面,他的定義和G.湯姆森(Thomsen)用變分方法而引進(jìn)的定義是相等價(jià)的。蘇步青得到了有關(guān)射影極小曲面的戈?duì)柖啵ǎ牵铮洌澹幔酰┬蛄械摹敖慌ざɡ怼?,顯示出很優(yōu)美的幾何性質(zhì)。

      蘇步青又研究了一類周期為4的拉普拉斯(Laplace)序列,它和另一周期為4的拉普拉斯序列有共同的對角線匯,他把這種序列的決定歸結(jié)為求解現(xiàn)在應(yīng)用上很感興趣的正弦-戈登(Gordon)方程或雙曲正弦-戈登方程,指出了這種序列的許多特性。這種研究在國際上很受重視,例如蘇聯(lián)的菲尼科夫(Φиников)學(xué)派就十分贊賞它。后來被G.博爾(Bol)命名為蘇鏈。

      蘇步青的專著《射影曲面概論》全面總結(jié)了他在這一方面的成果。

      對高維空間共軛網(wǎng)理論的研究本世紀(jì)的大數(shù)學(xué)家E.嘉當(dāng)(Cartan)建立了外微分形式的理論,他和E.凱勒(Kahler)的關(guān)于一般外微分形式方程組解的存在性和自由度的研究,是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的重要成就之一。嘉當(dāng)本人以及后來的幾何學(xué)家們?nèi)缣K聯(lián)菲尼科夫?qū)W派,都用此工具,得到許多微分幾何方面的重要成果。在50年代中,蘇步青也運(yùn)用這一工具來研究高維射影空間中的共軛網(wǎng)理論,構(gòu)作了高維射影空間中不少的具有優(yōu)美幾何性質(zhì)的拉普拉斯序列,分別討論了它們的存在性,自由度和有關(guān)的幾何性質(zhì)。

      他的專著《射影共軛網(wǎng)概論》(1977年出版)總結(jié)了這一方面的成果。

      對一般空間微分幾何學(xué)的研究在19世紀(jì),已經(jīng)出現(xiàn)了黎曼幾何學(xué),它是以定義空間兩無限鄰近點(diǎn)的距離平方的二次微分形式為基礎(chǔ)而建立起來的。20世紀(jì)以來,因受到廣義相對論的刺激,黎曼幾何發(fā)展很快,并產(chǎn)生了更一般的以曲線長度積分為基礎(chǔ)的芬斯勒(Finsler)空間,以超曲面面積積分為基礎(chǔ)的嘉當(dāng)空間,以二階微分方程組為基礎(chǔ)的道路空間和K展空間等,通稱一般空間。蘇步青從30年代后期開始,對于一般空間的微分幾何學(xué)的發(fā)展,作出了許多重要貢獻(xiàn)。

      對于嘉當(dāng)幾何學(xué),他著重研究了極值離差理論,即研究能保持測地線的無窮小變形的方程,這是黎曼幾何中十分重要的雅可比(Jacobi)方程的一種推廣。

      K展空間是由完全可積的偏微分方程組所定義的,由J.道格拉斯(Douglas)最早提出。蘇步青得到了射影形式的可積條件,他又研究了仿射同構(gòu)、射影同構(gòu)及其推廣,在討論這種空間的幾何結(jié)構(gòu)時(shí),他推廣了嘉當(dāng)有關(guān)平面公理的研究。

      1958年,包括上述結(jié)果的專著《一般空間微分幾何學(xué)》由科學(xué)出版社出版。他在一般空間幾何學(xué)的成果,獲得了我國第一屆自然科學(xué)獎(jiǎng)。

      對計(jì)算幾何的研究70年代初期,由于造船、汽車工業(yè)的需要和計(jì)算機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛,在國際上形成了計(jì)算幾何這一學(xué)科。蘇步青出于對經(jīng)濟(jì)建設(shè)的關(guān)心,在逆境中仍然堅(jiān)持科學(xué)研究。他了解到用舊方法作船體放樣的困難后,毅然投入了這項(xiàng)密切聯(lián)系工業(yè)生產(chǎn)的研究,把曲線論中的仿射不變量方法首創(chuàng)性地引入計(jì)算幾何學(xué)科,使過去憑經(jīng)驗(yàn)直觀的一些方法有了可靠的理論基礎(chǔ),使得有廣泛應(yīng)用的3次參數(shù)曲線、貝澤(Bézier)曲線等等的研究都取得了很大的進(jìn)展。

      這些工作的一部分,已經(jīng)在我國造船工業(yè)中的船體放樣、航空工業(yè)中的渦輪葉片空間造型以及有關(guān)的外型設(shè)計(jì)等方面獲得了成功的應(yīng)用,因而獲得了兩項(xiàng)國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

      有關(guān)工作的理論部分,已寫入《計(jì)算幾何》(和劉鼎元合著)一書。該書英譯本的出版在國際上引起了重視。

      總之,蘇步青在微分幾何領(lǐng)域中做了大量的杰出的研究,在各個(gè)時(shí)期中處于國際的先進(jìn)行列,并為幾何學(xué)今后的發(fā)展,提供了寶貴的財(cái)富。由于數(shù)學(xué)研究的重大成就,他于1948年被選為當(dāng)時(shí)在南京的中央研究院院士兼學(xué)術(shù)委員會(huì)常委。1955年被選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(今稱中國科學(xué)院院士)。

      除了從事研究之外,他還做過大量的組織和交流工作。1935年,他是中國數(shù)學(xué)會(huì)的發(fā)起人之一,并當(dāng)選為理事。他被任命為我國最早的數(shù)學(xué)研究期刊《中國數(shù)學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)》的總編輯。中華人民共和國成立后,他又致力于中國數(shù)學(xué)會(huì)的復(fù)會(huì)工作,曾擔(dān)任中國數(shù)學(xué)會(huì)副理事長和上海數(shù)學(xué)會(huì)的理事長。他還積極參加過中國科學(xué)工作者協(xié)會(huì)杭州分會(huì)的活動(dòng),主持過浙江省科學(xué)團(tuán)體聯(lián)合會(huì)的籌備工作。后來他又擔(dān)任過上??茖W(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席。

      他還曾主持過中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所的籌備工作,任數(shù)學(xué)所籌備處主任直至正式建所時(shí)為止。在復(fù)旦大學(xué),他除了創(chuàng)建數(shù)學(xué)研究所外,還創(chuàng)辦了全國性的、高質(zhì)量雜志《數(shù)學(xué)年刊》。此刊在國際上享有聲譽(yù)。

      杰出的教育家

      蘇步青不僅是一位卓越的數(shù)學(xué)家,他同時(shí)還是一位杰出的教育家。早在留學(xué)日本的時(shí)期,他就和我國數(shù)學(xué)界的另一位老前輩陳建功教授相約,要回國共同建設(shè)一個(gè)具有世界水平的數(shù)學(xué)系。

      1931年蘇步青回到祖國后,就在杭州浙江大學(xué)為這個(gè)理想而奮斗。1933年他晉升為教授并擔(dān)任數(shù)學(xué)系主任。他和陳建功教授設(shè)計(jì)了一套現(xiàn)代化的教學(xué)計(jì)劃,重視數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)訓(xùn)練,對學(xué)生要求嚴(yán)格,各門課程都有習(xí)題課,學(xué)生要上黑板算題,算不出就不得下去,稱為“掛黑板”。還設(shè)置了為引導(dǎo)學(xué)生及早走上當(dāng)時(shí)科研前沿的坐標(biāo)幾何、級數(shù)概論等課程。他們還強(qiáng)調(diào)閱讀和講解數(shù)學(xué)文獻(xiàn)以及從事研究能力的訓(xùn)練。在大學(xué)學(xué)習(xí)階段就設(shè)立了“數(shù)學(xué)研究”課(現(xiàn)稱討論班),由學(xué)生做報(bào)告,他們親自聽講提問,對講不清楚的地方抓住不放,層層提問,絲毫不能含混,這門課不及格就不得畢業(yè)。這是蘇步青教授主張對學(xué)生嚴(yán)格要求的體現(xiàn)。他這種做法一直堅(jiān)持到現(xiàn)在,代代相傳。

      到了1937年,浙江大學(xué)的數(shù)學(xué)系在培養(yǎng)人才方面已顯示出雄厚的實(shí)力,并開始招收研究生。他的最早的學(xué)生方德植已寫出了研究論文。下半年,抗日戰(zhàn)爭的烽火燃燒到杭州。浙江大學(xué)先后遷到建德、泰和、宜山,直至貴州遵義和湄潭。日本侵略軍的侵略,使浙江大學(xué)受到了嚴(yán)重的摧殘。浙江大學(xué)師生在竺可禎校長的領(lǐng)導(dǎo)下,發(fā)揚(yáng)了民族正氣,在極其艱苦的條件下,克服了萬重困難,堅(jiān)持教學(xué),堅(jiān)持科研,堅(jiān)持“求是”的校風(fēng),使得這所處于窮鄉(xiāng)僻壤的學(xué)校產(chǎn)生了國際影響,被前來參觀的英國的李約瑟(J.Needham)博士稱譽(yù)為“東方的劍橋”。在其中,數(shù)學(xué)系的貢獻(xiàn)是突出的。蘇步青在躲避空襲時(shí),還帶著文獻(xiàn),在防空洞里堅(jiān)持研究。在湄潭,蘇步青帶著他的幾位早期學(xué)生熊全治、張素誠、白正國等人,堅(jiān)持了射影微分幾何的研究,產(chǎn)生了一系列的重要成果。許多論文都在國際上很有影響的雜志上發(fā)表,在國際幾何學(xué)界享有崇高的聲譽(yù),以蘇步青為首的浙江大學(xué)微分幾何學(xué)派已開始形成。

      抗戰(zhàn)勝利后,浙江大學(xué)搬回到杭州。盡管國民黨政府的各項(xiàng)政策使教育處于極端困難的境地,反饑餓,反內(nèi)戰(zhàn)的學(xué)生運(yùn)動(dòng)遍布全國各大城市,在浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系也出現(xiàn)了不少積極分子,但數(shù)學(xué)系的研究空氣,仍然堅(jiān)持不衰。學(xué)生們在參加學(xué)運(yùn)的同時(shí),仍然認(rèn)真跟著老師們學(xué)習(xí)和做研究,討論班進(jìn)行得有聲有色。蘇步青和陳建功看到了數(shù)學(xué)各分支之間聯(lián)系的必要,貫徹因材施教的原則,決定讓兩名成績突出的學(xué)生谷超豪和張鳴鏞同時(shí)參加“微分幾何”和“函數(shù)論”兩個(gè)討論班,這在當(dāng)時(shí)也是一個(gè)創(chuàng)舉。浙江大學(xué)還為設(shè)在上海的中央研究院數(shù)學(xué)研究所輸送了幾位高材生,也有幾位學(xué)術(shù)上已有成就的教師被選送到國外深造,這是他們?yōu)閿U(kuò)大對外交流、博采眾長的一項(xiàng)措施。

      中華人民共和國建立后,蘇步青不僅繼續(xù)從事數(shù)學(xué)的教育工作,而且還當(dāng)了浙江大學(xué)的教務(wù)長。1952年院系調(diào)整,他到了上海復(fù)旦大學(xué),仍然擔(dān)任教務(wù)長,后來還擔(dān)任過副校長、校長,1983年改任名譽(yù)校長。

      他在非常繁重的行政工作的同時(shí),仍狠抓數(shù)學(xué)的教學(xué)工作,他繼續(xù)為青年教師、研究生開課,舉辦討論班。由于各種客觀原因,微分幾何的研究集體曾幾起幾落,一度只剩了一位成員胡和生,他們兩人仍然堅(jiān)持舉辦討論班,一有時(shí)機(jī),他們就合作培養(yǎng)研究生和高年級大學(xué)生。終于,浙江大學(xué)的微分幾何學(xué)派在復(fù)旦大學(xué)不僅又生了根,而且繼續(xù)發(fā)展,同時(shí)也培養(yǎng)出一大批學(xué)生來支援別的學(xué)科的成長。有許多學(xué)生去從事微分方程、力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等等,形成了一個(gè)又一個(gè)新的研究集體,出現(xiàn)了一代又一代的后起之秀。蘇步青創(chuàng)建了復(fù)旦大學(xué)數(shù)學(xué)研究所,擔(dān)任所長多年,為培養(yǎng)年輕的高質(zhì)量人才和開展前沿的數(shù)學(xué)研究而努力奮斗。

      作為一位老教育家,他在自己的崗位上為教育青年做出了重大貢獻(xiàn)。他經(jīng)常對青年講話,教育他們熱愛祖國,堅(jiān)定社會(huì)主義信念;教育他們要勤奮學(xué)習(xí),保持艱苦奮斗的優(yōu)良傳統(tǒng);教育他們堅(jiān)持實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)。他并且主張理科學(xué)生要有文史知識,提高這方面的修養(yǎng)。凡此種種,都對青年一代產(chǎn)生了重要的影響。

      蘇步青還為中等數(shù)學(xué)教育付出大量心血。60年代初,他牽頭在上海進(jìn)行了中學(xué)數(shù)學(xué)教材的改革,編出了一整套高質(zhì)量的中學(xué)數(shù)學(xué)試點(diǎn)教材。他還一直關(guān)心中學(xué)數(shù)學(xué)師資的質(zhì)量,主張大學(xué)要關(guān)心支持中學(xué)教育。他年過85高齡時(shí),還親自為中學(xué)教師舉辦系統(tǒng)講座,以擴(kuò)大他們的眼界,提高他們的教學(xué)水平。

      從愛國主義發(fā)展到共產(chǎn)主義

      蘇步青從小抱著讀書救國的宏愿去日本留學(xué),苦讀十多年,始終沒有忘記為祖國效力。獲得博士學(xué)位后,不顧日方的挽留和優(yōu)厚的待遇,毅然回國服務(wù),艱苦創(chuàng)業(yè)。

      抗日戰(zhàn)爭爆發(fā),他毅然率家小西遷,經(jīng)歷了千辛萬苦,始終為祖國的教育事業(yè)奮斗不息。

      抗日勝利,臺灣回歸祖國,蘇步青受命去參與接管臺灣大學(xué),完成任務(wù)后,返回浙江大學(xué)向?qū)W生們介紹了這個(gè)寶島。

      反饑餓、反內(nèi)戰(zhàn)的學(xué)生運(yùn)動(dòng)起來了,他雖然對這個(gè)政治運(yùn)動(dòng)還不十分理解,但是他反對國民黨政府迫害青年學(xué)生。1947年他建議教授會(huì)罷教以抗議學(xué)生領(lǐng)袖于子三被殺害。1948年他以訓(xùn)導(dǎo)長的身份把受迫害的共產(chǎn)黨員保護(hù)在校內(nèi)。1949年初又親自去保釋被監(jiān)禁的進(jìn)步學(xué)生和共產(chǎn)黨員。

      1949年杭州解放后,蘇步青密切注視共產(chǎn)黨的行為,到學(xué)校來接管的軍代表、省委的宣傳部長穿的竟是一雙草鞋。嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)困難,終于被克服了。作為科學(xué)界的代表人物,他來到了北京,周總理宴請了他。在杭州,他參加了杭州市和浙江省的人民代表會(huì)議,和省市委領(lǐng)導(dǎo)有著較多的接觸。他在1951年又加入了中國民主同盟,和廣大擁護(hù)黨、擁護(hù)社會(huì)主義的知識分子共求進(jìn)步。經(jīng)過他的仔細(xì)觀察和努力學(xué)習(xí),他相信共產(chǎn)黨是為人民服務(wù)的,他相信,共產(chǎn)黨不但能打天下,而且能把中國建設(shè)好。他也逐步認(rèn)識到,中華人民共和國能使知識分子施展才華。他教了18年的書,浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系只有100多名畢業(yè)生,可現(xiàn)在,復(fù)旦大學(xué)數(shù)學(xué)系每年就有100多名畢業(yè)生;在抗戰(zhàn)時(shí)期花了千辛萬苦寫出來的《射影微分幾何概論》,始終不能出版,現(xiàn)在連同其它的專著都陸續(xù)出書了,還出了英文版。1956年,蘇步青被邀請參加制訂了第一個(gè)發(fā)展科技的十年規(guī)劃,黨和國家把這一重大任務(wù)交給了科學(xué)家,同時(shí)又引導(dǎo)科學(xué)家開拓自己的眼界,從所熟悉的那個(gè)小圈圈里擴(kuò)大開去,擴(kuò)大到科技工作的全局,擴(kuò)大到未來的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,擴(kuò)大到整個(gè)國家的社會(huì)主義建設(shè)。蘇步青深深地感動(dòng)了,他的心和黨進(jìn)一步靠近了。

      蘇步青努力結(jié)合實(shí)際學(xué)習(xí)馬列主義、毛澤東著作,終于在內(nèi)心產(chǎn)生了參加黨的要求。1959年3月,他如愿以償了,他被復(fù)旦大學(xué)黨委接收為光榮的共產(chǎn)黨員。

      此后,他更加努力學(xué)習(xí)和工作,在歷次上海市和全國人民代表大會(huì)上(他是二、三、五、六、七屆全國人民代表大會(huì)代表),在全國政治協(xié)商會(huì)議上(他是第二屆全國政治協(xié)商會(huì)議委員和第七、八屆全國政治協(xié)商會(huì)議副主席),他都努力堅(jiān)持社會(huì)主義方向,對政府工作中的缺點(diǎn)也毫不

      保留地提出批評。在民盟里,他起著領(lǐng)導(dǎo)的作用(曾擔(dān)任副主席,后任參議委員會(huì)主任委員)。在“文化大革命”期間,他的處境十分坎坷,他以60多歲的高齡承受著常人難以承受的重壓。批判的大棒,勞動(dòng)的懲罰都壓不倒這位堅(jiān)強(qiáng)的共產(chǎn)黨員。他在勞動(dòng)中的表現(xiàn),甚至連青年人都自愧不如。特別是在1972-1975年,當(dāng)時(shí)他已超過古稀之年,還被迫乘公共汽車到江南造船廠“勞動(dòng)鍛煉”。他認(rèn)真地以工人為師,又在勞動(dòng)中看到了數(shù)學(xué)的作用。他抽出時(shí)間來為技術(shù)人員講課,又為了解除工人們在船體放樣中的繁重勞動(dòng),在我國發(fā)展了計(jì)算幾何這一門應(yīng)用學(xué)科。

      1977年,他在鄧小平同志召開的教育、科學(xué)工作座談會(huì)上慷慨陳詞,為在科、教戰(zhàn)線上的“撥亂反正”提出了許多重要建議,如恢復(fù)研究生制度、恢復(fù)高校研究機(jī)構(gòu)等等,產(chǎn)生了重大影響。

      蘇步青時(shí)刻牢記自己是一名共產(chǎn)黨員,“此身到老屬于黨”是他的高超的詩作中的名句。他時(shí)常以周總理的教導(dǎo)“活到老,學(xué)到老”為自己的座右銘,盡自己的一切可能為共產(chǎn)主義事業(yè)而奮斗。

      (作者:谷超豪)

      簡歷

      1902年9月23日 生于浙江平陽縣。

      1915—1919年 就讀于溫州的浙江省立第十中學(xué)。

      1920—1924年 就讀于日本東京高等工業(yè)學(xué)校電機(jī)系。

      1924—1927年 就讀于日本東北帝國大學(xué)數(shù)學(xué)系。

      1927—1931年 就讀于日本東北帝國大學(xué)研究生院。1931年獲理學(xué)博士學(xué)位。

      1931—1952年 在浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系執(zhí)教。1931為副教授,1933年升任教授并兼數(shù)學(xué)系主任,1950年 始任浙江大學(xué)教務(wù)長。期間于1948年任中央研究院院士。

      1952年 任復(fù)旦大學(xué)數(shù)學(xué)系教授。1956年前兼任復(fù)旦大學(xué)教務(wù)長,1956年始任副校長,1978年任校長,1983年后任名譽(yù)校長。

      1955年 中國科學(xué)院院士。

      1992年 當(dāng)選為全國政治協(xié)商會(huì)議副主席(此前曾任第二、三、五、六、七屆全國人民代表大會(huì)代表,第五、六、七屆常務(wù)委員,第二、七屆政治協(xié)商會(huì)議委員。

      主要論著

      1 蘇步青.射影曲線概論.北京:中國科學(xué)院,1954.(英譯本:The generalprojective theory of cur—es.Beijing:ScienCe

      Press,1958.)

      2 蘇步青.一般空間的微分幾何學(xué).北京:科學(xué)出版社,1958.

      3 蘇步青.射影曲面概論.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1964.

      4 蘇步青.射影共軛網(wǎng)概論.上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1978.

      5 蘇步青.微分幾何五講.上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1979.(英譯本:Lectures on differentia1 geometry.Singapore:World

      Scientific

      Publishers,1980.)

      6 蘇步青.仿射微分幾何.北京:科技出版社,1982.(英譯本:Affine differ-enetial geometry.Beijing:Science

      Press,China;Gordon and

      BreaCh,Science

      Pub1ishers,Inc,New

      York,USA,1983.)

      7 蘇步青.蘇步青數(shù)學(xué)論文選集.中國科學(xué)出版社和美國高登與伯利奇科學(xué)出版社,1983.(英譯本:Su Bu Chin.Selected

      Mathematical

      Papers,Science

      Press and Gordon and Breach,Science Publishers,Inc.)

      8 蘇步青,劉鼎元.計(jì)算幾何.上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1981.(英譯本:Su Bu-qin,Liu Ding-yuan.Transtated by

      Chang Geng-zhe.Com-putiona1 geometry-Curve and surface modeling.A Cademic Press,Ins,1989.)

      9 蘇步青.高等幾何學(xué)五講.上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1991.

      10 蘇步青.蘇步青論文選集.北京:科學(xué)出版社,1986.

      參考文獻(xiàn)

      〔1〕 蘇步青.蘇步青文選.杭州:浙江科技出版社,1991.

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