Teorema Gauss–Bonnet

Teorema Gauss–Bonnet atau formula Gauss–Bonnet dalam geometri diferensial adalah pernyataan penting tentang permukaan yang menghubungkan geometri mereka (dalam arti lengkungan) ke topologi mereka (dalam arti karakteristik Euler). Teorema ini dinamai sesuai dengan Carl Friedrich Gauss yang mengetahui versi teorema tersebut tetapi tidak pernah menerbitkannya, dan Pierre Ossian Bonnet yang menerbitkan sebuah argumen khusus pada tahun 1848.

Pernyataan

Seharusnya nilai $M$ adalah kekompakan antara dua dimensi berjenis Riemannian dengan batas $\partial M$ . Jika nilai $K$ menjadi kelengkungan Gaussian pada nilai $M$ , dan membiarkan nilai $k_{g}$ menjadi kelengkungan geodesik $\partial M$ . Setelah itu

$\int_{M} K d A + \int_{\partial M} k_{g} d s = 2 π χ (M),$

Darimana nilai dA adalah elemen luas pada permukaan dan nilai ds adalah elemen garis di sepanjang batas M. Nilai $χ (M)$ adalah karakteristik Euler dari $M$ .

Jika batas pada nilai $\partial M$ adalah rumus sedikit halus, setelah itu kami akan menafsirkan nilai pada integral $\int_{\partial M} k_{g} d s$ sebagai jumlah dari integral terkait sepanjang bagian mulus dari batas, ditambah jumlah sudut di mana bagian halus berputar di sudut batas.

Interpretasi dan signifikansi

Teorema tersebut diterapkan khususnya pada permukaan kompak tanpa batas, dalam hal ini:

$\int_{\partial M} k_{g} d s$

dapat dihilangkan. Ini menyatakan bahwa kelengkungan Gaussian total dari permukaan tertutup tersebut sama dengan 2π kali karakteristik Euler dari permukaan tersebut. Perhatikan bahwa untuk permukaan kompak yang dapat diorientasikan tanpa batas, karakteristik Euler sama $2 - 2 g$ , di mana $g$ adalah genus permukaan: Setiap permukaan padat yang dapat diorientasikan tanpa batas secara topologis setara dengan bola dengan beberapa pegangan terpasang, dan $g$ menghitung jumlah pegangan.

Referensi

Sumber

Pranala luar

Gauss–Bonnet Theorem di Wolfram Mathworld

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 28486788 (2025-11-14T09:53:18Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.