内容简介
This book contains a systematic and comprehensive exposition of Lobachevskian geometry and the theory ofdiscrete groups ofmotions in Euclidean space and Lobachevsky space. It is divided into two closely related parts: the first treats the geometry ofspaces ofconstant curvature and the second discrete groups of motions of these. The authors give a very clear account of their subject describing it from the viewpoints of elementary geometry, Riemannian geometry and group theory. The result is a book which has no rivalin the literature.Part I contains the classification ofmotions in spaces ofconstant curvature and non-traditional topics like the theory ofacute-angled polyhedra and methods for computing volumes of non-Euclidean polyhedra. Part II includes the theory of cristallographic, Fuchsian,and Kleinian groups and an exposition of Thurston's theory of deformations.The greater part of the book is accessible to first-year students in mathematics. At the same time the book includes very recent results which will be ofinterest to researchers in this field.
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目录
Ⅰ.Geometry of Spaces of Constant Curvature
Preface
Chapter 1 Basic Structures
1 Definition of Spaces of Constant Curvature
1.1 Lie Groups of Transformations
1.2 Groups of Motions of a Riemannian Manifold
1.3 Invariant Riemannian Metrics on Homogeneous Spaces
1.4 Spaces of Constant Curvature
1.5 Three Spaces
1.6 Subspaces of the Space R
2 The Classification Theorem
2.1 Statement of the Theorem
2.2 Reduction to Lie Algebras
2.3 The Symmetry
2.4 Structure of the Tangent Algebra of the Group of Motions
2.5 Riemann Space
3 Subspaces and Convexity
3.1 Involutions
3.2 Planes
3.3 Half-Spaces and Convex Sets
3.4 Orthogonal Planes
4 Metric
4.1 General Properties
4.2 Formulae for Distance in the Vector Model
4.3 Convexity of Distance
Chapter 2 Models of Lobachevskij Space
1 Projective Models
1.1 Homogeneous Domains
1.2 Projective ModelofLobachevskij Space
1.3 Projective Euclidean ModelsThe Klein Model
1.4 "Affine" Subgroup of the Group of Automorphisms of a Quadric
1.5 Riemannian Metric and Distance Between Points in the Projective Model
2 Conformal Models
2.1ConformaISpace
2.2 Conformal Model of the Lobachevskij Space
2.3 Conformal Euclidean Models
2.4 Complex Structure of the Lobachevskij Plane
……
References
前言/序言
要使我国的数学事业更好地发展起来,需要数学家淡泊名利并付出更艰苦地努力。另一方面,我们也要从客观上为数学家创造更有利的发展数学事业的外部环境,这主要是加强对数学事业的支持与投资力度,使数学家有较好的工作与生活条件,其中也包括改善与加强数学的出版工作。
科学出版社影印一批他们出版的好的新书,使我国广大数学家能以较低的价格购买,特别是在边远地区工作的数学家能普遍见到这些书,无疑是对推动我国数学的科研与教学十分有益的事。
这次科学出版社购买了版权,一次影印了23本施普林格出版社出版的数学书,就是一件好事,也是值得继续做下去的事情。大体上分一下,这23本书中,包括基础数学书5本,应用数学书6本与计算数学书12本,其中有些书也具有交叉性质。这些书都是很新的,2000年以后出版的占绝大部分,共计16本,其余的也是1990年以后出版的。这些书可以使读者较快地了解数学某方面的前沿,例如基础数学中的数论、代数与拓扑三本,都是由该领域大数学家编著的“数学百科全书”的分册。对从事这方面研究的数学家了解该领域的前沿与全貌很有帮助。按照学科的特点,基础数学类的书以“经典”为主,应用和计算数学类的书以“前沿”为主。这些书的作者多数是国际知名的大数学家,例如《拓扑学》一书的作者诺维科夫是俄罗斯科学院的院士,曾获“菲尔兹奖”和“沃尔夫数学奖”。这些大数学家的著作无疑将会对我国的科研人员起到非常好的指导作用。
当然,23本书只能涵盖数学的一部分,所以,这项工作还应该继续做下去。更进一步,有些读者面较广的好书还应该翻译成中文出版,使之有更大的读者群。
总之,我对科学出版社影印施普林格出版社的部分数学著作这一举措表示热烈的支持,并盼望这一工作取得更大的成绩。
《国外数学名著系列(续一 影印版)》其他卷目简介 本系列旨在汇集国外数学领域的经典著作,为国内数学工作者、研究人员及高年级学生提供原汁原味的学术资源。本系列涵盖了数学分析、代数、几何、拓扑、概率论、数理逻辑等多个核心分支,遴选的均为在各自领域内具有深远影响力的奠基性或里程碑式的著作。 以下将对《国外数学名著系列(续一 影印版)》中除《几何II:常曲率空间》之外的部分代表性著作进行简要介绍: 数学分析与实变函数:基础与前沿 1. 费希特霍尔茨 (Fichtenholz):《微积分学教程》(共三卷) 本教程是享誉全球的经典分析教材,以其严谨的逻辑结构和详尽的论证过程著称。第一卷侧重于实数系统、极限、连续性以及微分学基础。第二卷深入探讨积分理论,包括黎曼积分和勒贝格积分的初步概念,以及多元函数微积分。第三卷则聚焦于无穷级数、傅里叶分析的初步探讨,并对特殊函数(如伽马函数、贝塞尔函数)进行了细致的介绍。全书的特点在于其对概念定义的精确把握和丰富的例题支撑,非常适合作为分析学深度学习的参考书。 2. 鲁丁 (Rudin), W.:《实分析与复分析》 (Principles of Mathematical Analysis & Complex Analysis) 作为公认的“小黄皮书”和“小蓝皮书”,鲁丁的这两部著作是现代分析学训练的标配。 《实分析与复分析》 (Principles of Mathematical Analysis): 结构紧凑、论证精炼。它从度量空间的概念出发,系统地构建了拓扑结构、连续性、微分、积分(勒贝格积分)、序列收敛以及函数空间等核心内容。其特点是内容密度极高,要求读者具备较高的抽象思维能力。 《复分析》 (Complex Analysis): 侧重于全纯函数(解析函数)的性质,从柯西-黎曼方程出发,系统阐述了积分定理、留数定理、解析延拓以及共形映射理论。本书在保持严谨性的同时,也展示了复分析在解决实分析问题中的强大威力。 代数学:结构与表示 3. 范德华 (van der Waerden):《代数学》(共两卷) 这部巨著被誉为20世纪代数发展的里程碑之一。 第一卷: 奠定了现代代数的基础,系统介绍了群论、环论和域论。作者巧妙地引入了抽象的定义,同时又通过丰富的具体例子(如对称群、多项式域的扩张)来巩固理论。 第二卷: 深入探讨了伽罗瓦理论的精髓,展示了如何利用群论来研究方程的可解性问题。此外,还涉及了线性代数(矩阵理论)和二次型等内容,为后续的抽象代数研究打下了坚实的基础。 4. 赫尔曼 (Herstein), I. N.:《抽象代数》 与范德华的百科全书式结构不同,赫尔曼的著作更注重清晰的逻辑推导和概念的内在联系。它被许多顶尖学府用作研究生或高年级本科生的教材。本书覆盖了群、环、域和模的基础理论,对同态、同构定理的阐述尤为透彻。其行文风格简洁明快,逻辑链条清晰可见,是学习如何进行严格代数证明的绝佳范本。 拓扑学:空间结构的研究 5. 斯丁罗德 (Stenrod), N. E.:《纤维丛与特征类》 (Fibrations and Characteristic Classes) 本书是微分几何与拓扑学交叉领域的重要著作。它主要围绕纤维丛的理论展开,详细介绍了丛的一般定义、主丛、向量丛的构造。重点在于特征类的理论,包括陈类(Chern Classes)、欧拉类(Euler Class)和庞加莱对偶性在这一框架下的应用。本书为理解现代几何学中拓扑不变量的计算方法提供了坚实的代数拓扑工具。 6. 希尔顿 (Hilton), P. J. & 威奇 (Wylie), S. W.:《同调论导论》 (Homology Theory: An Introduction to Algebraic Topology) 本书是代数拓扑学的入门经典,侧重于通过代数工具(如链复形、链群)来研究空间的拓扑性质。它系统地介绍了同调群(特别是奇异同调)的构造、基本性质、迈耶-维托里斯序列,以及对欧拉示性数的计算。本书的优势在于其循序渐进的教学方法,将抽象的代数结构与具体的拓扑空间联系起来。 概率论与数理统计:随机过程的基础 7. 费勒 (Feller), W.:《概率论及其应用》(共两卷) 费勒的这部著作是概率论领域无可争议的经典。 第一卷: 聚焦于离散和连续概率分布、随机变量的性质、极限定理(包括中心极限定理)。它以极其清晰的方式解释了古典概率论和现代概率论的联系,并引入了初级的随机过程概念。 第二卷: 则将重点放在更高级的主题上,特别是鞅论、马尔可夫过程(离散与连续时间)、更新理论以及更深刻的极限定理。本书以其丰富的应用实例和深刻的洞察力,成为概率论工作者案头的必备参考书。 几何学:欧氏空间之外的探索 8. 德·洛克 (de Rham), G.:《流形上的微分几何》 (Differential Geometry on Manifolds) 本书是微分几何从古典到现代转型的关键文献之一。它系统地介绍了微分流形、张量场、微分形式(外微分代数),并详述了德·拉姆上同调理论。书中对拓扑与微分几何的结合阐述得尤为精妙,是学习霍奇理论和广义相对论的几何基础的重要参考。 9. 辛格 (Singer), I. M. & 索伯 (Sobolev), S. L.:[关于椭圆算子和L2理论的相关著作] 该系列中收录的相关著作深入探讨了偏微分方程在光滑流形上的分析方法。内容涉及索伯列夫空间(Sobolev Spaces)、椭圆算子的基本解、拉普拉斯-贝尔特拉米算子(Laplace-Beltrami operator)的性质,以及指标定理(Index Theorem)的背景知识。这些内容是现代几何分析,特别是规范场理论和弦理论中不可或缺的数学工具。 通过影印这些权威著作,本系列致力于为读者提供接触世界顶尖数学思想、掌握严谨的数学论证方式的宝贵机会。每本书都代表了其学科发展史上的一个关键节点,其内容历经时间的检验,至今仍是该领域研究人员的重要参考资料。