Mathematik für Physiker: Band 3: Variationsrechnung - Differentialgeometrie - Mathematische Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie (Teubner Studienbücher Mathematik)

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Dieser Band gliedert sich in Variationsrechnung, Di?erentialgeometrie und - thematische Grundlagen der Relativit¨ atstheorie. Er richtet sich an Studierende der Physik im Grund– und Hauptstudium sowie an alle, die sich n¨ aher mit Variationsrechnung und Relativit¨ atstheorie befassen wollen. Als Einstiegsv- aussetzung reicht im Wesentlichen der in Band1 behandelte Sto?. Gegenstand der klassischen Variationsrechnung sind IntegraleF(v)wieW- kungsintegral, Bogenlange oder Flacheninhalt, wobei v eine Funktionenklasse ¨ ¨ V durchlauft, die meistens durch Randbedingungen festgelegt ist. Gefragt wird ¨ nach notwendigen und hinreichenden Bedingungen dafur, dass eine Funktion ¨ u?V ein Minimum vonF inV liefert. Notwendig hierfur ist die Stationa- ¨ ritat vonF an der Stelle u,wofur ?F(u) = 0 geschrieben wird. Aus dieser ¨ ¨ ergibt sich eine Di?erentialgleichung fur u, die Euler-Gleichung. In§2 stellen ¨ wir Euler–Gleichungen fur ¨ einige wichtige Variationsprobleme auf. Fur ¨ vieleGebietedertheoretischenPhysikisteszweckm¨ aßig,einWirkungspr- zip der Form ?F(u) = 0 an die Spitze zu stellen. Dies ist meistens der einfa- ste und sicherste Weg, die grundlegenden Di?erentialgleichungen aufzustellen; darub ¨ erhinaus lassen sich aus Invarianzeigenschaften des Wirkungsintegrals auf systematischeWeiseErhaltungsgr¨ oßengewinnen.Demgem¨ aßspielenVariatio- prinzipien in allen Teilen dieses Buches eine wichtige Rolle, z.B. in der Punkt– und Kontinuumsmechanik, in der geometrischen Optik, fur ¨ Minimal– und - pillarit¨ ats?¨ achen, bei Geodatisc ¨ hen auf Fl¨ achen und bei den Feldgleichungen der allgemeinen Relativitatstheorie.

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