Application de Gauss

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L'application de Gauss définit une correspondance entre chaque point d'une courbe ou d'une surface et un point du cercle ou de la sphère unité.

En géométrie différentielle classique, l'application de Gauss est une application naturelle différentiable sur une surface de , à valeurs dans la sphère unité , et dont la différentielle permet d'accéder à la seconde forme fondamentale. Elle tient son nom du mathématicien allemand Carl Friedrich Gauss.

Application de Gauss[modifier | modifier le code]

Soit une surface orientée de classe de .

Pour un point de , il existe un unique vecteur normal unitaire compatible avec l'orientation de . L'application de Gauss est l'application de classe  :

.

On dispose d'une identification naturelle :

.

Endomorphisme de Weingarten[modifier | modifier le code]

La différentielle de l'application de Gauss, vue comme opérateur linéaire de , est un opérateur symétrique (appelé endomorphisme de Weingarten (de)) dont la forme quadratique associée est la seconde forme fondamentale de en P.

De manière plus précise, pour tout vecteur tangent , on a :

.

Les valeurs propres de l'endomorphisme de Weingarten en un point donné de la surface sont les courbures principales de la surface en ce point, et les vecteurs propres engendrent les directions principales.