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Kurs:Mathematik (Osnabrück 2009-2011)/Teil III/Arbeitsblatt 86

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Aufwärmaufgaben

Es sei

eine Linearform. Es sei der Graph dieser Funktion, den wir als riemannsche Mannigfaltigkeit auffassen. Zeige, dass zwischen den Volumina entsprechender Teilmengen des und des Graphen eine konstante Beziehung besteht.



Diskutiere die Rotationsfläche zu

um die -Achse . Ist eine abgeschlossene Untermannigfaltigkeit von ? Ist die Menge abgeschlossen in ? Ist der Abschluss von in eine Mannigfaltigkeit?



Bestätige, dass die in Beispiel 86.5, Beispiel 86.6 und Beispiel 86.7 angegebenen Abbildungen ihr Bild auf der Einheitssphäre haben und bis auf eine Nullmenge surjektiv sind.



Bestimme die (partiell definierten) Umkehrabbildungen zu den in Beispiel 86.5, Beispiel 86.6 und Beispiel 86.7 angegebenen Abbildungen.



Zeige, dass Längenkreise und Breitenkreise auf der Erdkugel senkrecht aufeinander stehen.



Wie lange ist der -ste Breitenkreis auf der Erde (man setze den Erdradius mit km an).



Bestimme das Infimum und das Supremum der Länge der Bilder der Großkreise auf der in Beispiel 86.5 beschriebenen Karte.




Aufgaben zum Abgeben

Aufgabe (5 Punkte)

Wir betrachten den Graphen der Funktion

als riemannsche Mannigfaltigkeit. Berechne den Flächeninhalt des Graphen oberhalb des Quadrats .



Aufgabe (5 Punkte)

Es sei

die Parabel, also der Graph der Funktion

Zeige, dass die zugehörige Rotationsfläche um die -Achse keine Mannigfaltigkeit ist.



Aufgabe (4 Punkte)

Man stelle eine Kugeloberfläche als Rotationsfläche dar und berechne damit den Inhalt der Kugeloberfläche.



Aufgabe (4 Punkte)

Man stelle einen Torus als Rotationsfläche dar und berechne damit seinen Flächeninhalt.



Aufgabe (6 Punkte)

Bestimme den „Abstand“ zwischen Osnabrück und Bangalore (den Erdradius mit km ansetzen) in den beiden folgenden Sinnen.

a) Entlang der Erdoberfläche (Luftlinie).

b) Durch die Erde (Maulwurfslinie).



Aufgabe (6 Punkte)

Wie lange ist das Bild des -sten Breitenkreises auf den in Beispiel 86.5, Beispiel 86.6 und Beispiel 86.7 beschriebenen Karten (man setze den Erdradius mit km an)?



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