初等幾何学　基礎数学選書 7

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数学と理論物理学に関心のある読者のための現代微分幾何への入門書である。最近はローレンツ微分幾何も深く研究され、接続の理論がゲージ場の理論に用いられ、数学と理論物理との関係が深くなっている。本書では、リーマン幾何の重要な話題をほとんどとり上げ、他書にはあまりないローレンツ幾何をも解説している。

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初歩的な教科書から一歩踏み出して、専門書を読むと、テンソル量で表される物理量が随所に現れ、ベクトル解析についての知識の類推だけでは理解することができない。本書では、理工系の読者が応用上必要とする3次元ユークリッド空間に限り、ベクトルについての復習的な解説を加えながら、テンソルの代数と解析を述べている。

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本書は、行列または線形代数学に関連のある３つの話題を選んで述べたものである。
第１章は、19世紀以来知られているメービウスの反転公式を三角行列との関連から見直し、半順序集合上での反転公式に一般化できる様子を解説したものである。第２章は、1972年にガブリエルの発表した定理に、1973年にゲルファント、バーンシュタイン、ポノマリョーフの３人が共同で見事な証明を与えたことについて述べ、第３章はアーノルドの1971年の論文の内容を主体に述べた。大体新しい論文を読むには大量の予備知識を必要とするが、本書で扱った論文に関しては予備知識をあまり必要としないことで、面白い内容で新しい興味を持ってもらえるものと期待している。

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この本はフィンスラー計量に基づくフィンスラー幾何学を中心として書かれているが、それさえ十分に知れば、さらに一般的な計量に基づく幾何学を知るのにそれほど苦労は要しないと考えられる。
最初の三つの章はそれぞれのテーマを簡略に述べたものであり、後のための準備として述べたものである。第４章は、フィンスラー幾何学ともっと一般な計量に基づく幾何学の歴史的な概観であり、とくにCartan、Berwald、河口の仕事の紹介につとめ、第５章は共変微分法に基づいてフィンスラー接続を述べ、系統的にフィンスラー幾何学への入門を行い、重要な特殊フィンスラー空間のいくつかを紹介するよう努力している。

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本書では、まず直線上の座標からデカルト座標、直角座標に進み、転じて極座標、さらに一般の曲線座標におよび、最後に射影幾何学における射影座標で結んでいる。特に留意した点は、以下の通りである。
（１）現代の数学では、デカルト座標、直角座標はベクトルを基本として考えていくことが自然で、本書でも２次元、３次元のベクトルについては詳述している。
（２）３次元のベクトルを扱うのには行列式が不可欠であるが、これに関する知識で、本文で利用していることについては、補充として巻末に示している。
（３）曲線座標については紹介する程度に止めた。
（４）扱う例や問題は在来のものに加え、新鮮味のあるものを採り入れた。