黎曼几何 ，几何学术语，是非欧几何的一种，又叫做“椭圆几何”，外文名叫做Riemannian geometry，创建时间19世纪中期，应用是在数学工具等。
黎曼几何古典理论
下面给出部分的黎曼几何古典理论。
一般理论
高斯-博内定理 ：紧致二维黎曼流形上高斯曲率的积分等于 2 π π --> χ χ --> ( M ) {displaystyle 2pi chi (M)} 这里的 χ χ --> ( M ) {displaystyle chi (M)} 记作 M 的欧拉示性数。
纳什嵌入定理 (两个)被称为黎曼几何的基础理论。他们表明每个黎曼流形可以是嵌入欧几里得空间 R .
理论
所有给出的定理中，都将用用空间的局部行为(通常用曲率假设表述)来推出空间的整体结构的一些信息，包括流形的拓扑类型和"足够大"距离的点间的关系。
受限截面曲率
1/4-受限 球定理. 若 M 是完备 n -维黎曼流形，其截面曲率严格限制于1和4之间，则 M 同胚于 n -球。
Cheeger's有限定理. 给定常数 C 和 D ，只有有限个(微分同胚的流形算作一个)紧 n -维黎曼流形，其截面曲率 | K | ≤ ≤ --> C {displaystyle |K|leq C} 并且直径 ≤ ≤ --> D {displaystyle leq D} 。
Gromov的几乎平坦流形. 存在一个 ϵ ϵ --> n > 0 {displaystyle psilon _{n}>0} 使得如果一个 n -维黎曼流形其度量的截面曲率 | K | ≤ ≤ --> ϵ ϵ --> n {displaystyle |K|leq psilon _{n}} 且直径 ≤ ≤ --> 1 {displaystyle leq 1} ，则其有限覆盖微分同胚于一个零流形.
正曲率
正截面曲率
灵魂定理 若 M 是一个不紧的完备正曲率 n -维黎曼流形，则它微分同胚于 R .
Gromov的贝蒂数定理 有一个常数 C=C(n) 使得若 M 是一个由正截面曲率的紧连通 n -维黎曼流形，则它的贝蒂数之和不超过 C .
正里奇曲率
Myers定理. 若一个紧黎曼流形有正Ricci曲率则它的基本群有限。
分裂定理. 若一个完备的 n -维黎曼流形有非负Ricci曲率和一条直线(在任何区间上的距离都极小的测地线)则它等度同胚于一条实直线和一个有非负Ricci曲率的完备( n -1)-维黎曼流形的直积。
Bishop's不等式. 半径为 r 的球在一个有正Ricci曲率的完备 n -维黎曼流形中的体积不超过欧几里得空间中同样半径的球的体积。
Gromov's紧致性定理. 所有正Ricci曲率且直径不超过 D 的黎曼流形在Gromov-Hausdorff度量下是仿紧的。
数量曲率
n -维环不存在有正数量曲率的度量。
若一个紧 n -维黎曼流形的单射半径 ≥ ≥ --> π π --> {displaystyle geq pi } ，则数量曲率的平均值不超过 n ( n -1)。
负曲率
负截面曲率
任何有非正截面曲率的单连通黎曼流形的两点有唯一的测地线连接。
若 M 是一个有负截面曲率的完备黎曼流形，则基本群的任何可交换子群同构于整数群 Z 。
设V 是一 R {displaystyle mathbb {R} } -rank ≥ ≥ --> {displaystyle geq } 2的紧致不可约局部对称空间，设V是一截面曲率 K ≤ ≤ --> 0 {displaystyle Kleq 0} 的紧致 C ∞ ∞ --> {displaystyle C^{infty }} 黎曼流形，若 v o l ( V ) = v o l ( V ∗ ∗ --> ) {displaystyle vol(V)=vol(V^{*})} ，且 π π --> 1 ( V ) = π π --> 1 ( V ∗ ∗ --> ) {displaystyle pi _{1}(V)=pi _{1}(V^{*})} ，则 V {displaystyle V} 与 V ∗ ∗ --> {displaystyle V^{*}} 等距。
负里奇曲率
任何有负里奇曲率的紧黎曼流形有一个离散的等距同胚群。
任何光滑流形可以加入有负里奇曲率的黎曼度量。
参考文献
Marcel Berger, Riemannian Geometry During the Second Half of the Twentieth Century , (2000) University Lecture Series vol. 17, American Mathematical Society, Rhode Island, ISBN 0-8218-2052-4. (Provides a historical review and survey, including hundreds of references.)
Jurgen Jost, Riemannian Geometry and Geometric Analysis , (2002) Springer-Verlag, Berlin ISBN 3-540-4267-2 (Provides a formal introduction, written at the grad-student level.)
Peter Peterson, Riemannian Geometry , (1998) Springer-Verlag, Berlin ISBN 0-387-98212-4. (Provides an introduction, presented at an undergrad level.)
