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Géométrie différentielle

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Matrix calculus

In mathematics, matrix calculus is a specialized notation for doing multivariable calculus, especially over spaces of matrices. It collects the various partial derivatives of a single function with respect to many variables, and/or of a multivariate function with respect to a single variable, into vectors and matrices that can be treated as single entities. This greatly simplifies operations such as finding the maximum or minimum of a multivariate function and solving systems of differential equations.

Rayon de courbure

vignette|Rayon de courbure d'un tracé. Le rayon de courbure d'un tracé, en général noté ρ (lettre grecque rhô) indique son niveau d'incurvation : plus le rayon de courbure est élevé, plus le tracé se rapproche d'une ligne droite, et inversement. Mathématiquement, le rayon de courbure est la valeur absolue du rayon du cercle tangent à la courbe au point recherché, cercle qui y « épouse cette courbe le mieux possible ». Ce cercle est appelé cercle osculateur à la courbe en ce point.

Principe d'entropie maximale

Le principe d'entropie maximale consiste, lorsqu'on veut représenter une connaissance imparfaite d'un phénomène par une loi de probabilité, à : identifier les contraintes auxquelles cette distribution doit répondre (moyenne, etc) ; choisir de toutes les distributions répondant à ces contraintes celle ayant la plus grande entropie au sens de Shannon. De toutes ces distributions, c'est en effet celle d'entropie maximale qui contient le moins d'information, et elle est donc pour cette raison la moins arbitraire de toutes celles que l'on pourrait utiliser.

Coordonnées de Kruskal-Szekeres

Les coordonnées de Kruskal-Szekeres () sont un système de coordonnées d'espace-temps. Elles permettent d'obtenir l' qui est l'extension analytique maximale de la métrique de Schwarzschild. L'espace-temps ainsi étendu se décompose en quatre régions (, , et ) : les régions et sont respectivement l'extérieur et l'intérieur d'un trou noir ; les régions et , respectivement l'extérieur et l'intérieur d'un trou blanc. L'extension de Kruskal-Szekeres décrit un trou noir éternel.

Piecewise linear manifold

In mathematics, a piecewise linear (PL) manifold is a topological manifold together with a piecewise linear structure on it. Such a structure can be defined by means of an atlas, such that one can pass from chart to chart in it by piecewise linear functions. This is slightly stronger than the topological notion of a triangulation. An isomorphism of PL manifolds is called a PL homeomorphism.

Banach manifold

In mathematics, a Banach manifold is a manifold modeled on Banach spaces. Thus it is a topological space in which each point has a neighbourhood homeomorphic to an open set in a Banach space (a more involved and formal definition is given below). Banach manifolds are one possibility of extending manifolds to infinite dimensions. A further generalisation is to Fréchet manifolds, replacing Banach spaces by Fréchet spaces. On the other hand, a Hilbert manifold is a special case of a Banach manifold in which the manifold is locally modeled on Hilbert spaces.

Positive energy theorem

The positive energy theorem (also known as the positive mass theorem) refers to a collection of foundational results in general relativity and differential geometry. Its standard form, broadly speaking, asserts that the gravitational energy of an isolated system is nonnegative, and can only be zero when the system has no gravitating objects. Although these statements are often thought of as being primarily physical in nature, they can be formalized as mathematical theorems which can be proven using techniques of differential geometry, partial differential equations, and geometric measure theory.

Plan osculateur

En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, le plan osculateur en un point d'une courbe de l'espace est le plan affine qui « colle » au mieux à la courbe au voisinage de ce point. La notion de plan osculateur est introduite par Clairaut. Le terme, qui provient du latin osculari signifiant « baiser », « embrasser », traduit l'idée d'un plan qui approche au mieux localement la courbe en un point de celle-ci où le plan osculateur est calculé, qui a avec elle un meilleur contact.

Structure spinorielle

En géométrie différentielle, il est possible de définir sur certaines variétés riemanniennes la notion de structure spinorielle (qui se décline en structures Spin ou Spinc), étendant ainsi les considérations algébriques sur le groupe spinoriel et les spineurs. En termes imagés, il s'agit de trouver, dans le cadre des « espaces courbes », une géométrie « cachée » à l’œuvre derrière les concepts géométriques ordinaires. On peut aussi y voir une généralisation de la notion d'orientabilité et de changement d'orientation à une forme d'« orientabilité d'ordre supérieur ».

Ambient space (mathematics)

In mathematics, especially in geometry and topology, an ambient space is the space surrounding a mathematical object along with the object itself. For example, a 1-dimensional line may be studied in isolation —in which case the ambient space of is , or it may be studied as an object embedded in 2-dimensional Euclidean space —in which case the ambient space of is , or as an object embedded in 2-dimensional hyperbolic space —in which case the ambient space of is .