Théorie de Morse et homologie de Floer |
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EDP Sciences
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Cet ouvrage est une introduction aux méthodes modernes de la topologie symplectique. Il est consacré à un problème issu de la mécanique classique, la conjecture d'Arnold'', qui propose de minimiser le nombre de trajectoires périodiques de certains systèmes hamiltoniens par un invariant qui ne dépend que de la topologie de la variété symplectique sur laquelle évolue ce système. Ce livre comporte deux parties : une présentation moderne de la théorie de Morse, suivie d'une introduction à l'homologie de Floer - une théorie de Morse en dimension infinie qui est à l'origine des progrès récents en géométrie symplectique et de contact- il vient combler une lacune dans la littérature, puisqu'il n'existe pas de référence absolument complète et accessible sur le sujet.
La première partie du cours terminée à la satisfaction des auditeurs, nous avons abordé l'homologie de Floer. Les objets et les techniques, que nous, topologues et géomètres, utilisons tous les jours, de l'homologie de Morse, se sont transfigurés en objets et techniques de l'homologie de Floer. Le charme, un des charmes, et la force, de cette théorie, résident en ceci qu'elle utilise, outre la géométrie et la topologie, beaucoup d'analyse, des opérateurs de Fredholm et des espaces de Sobolev. Exposer ceci à d'authentiques étudiants n'est pas une tâche très facile, même en s'y mettant à deux. C'est pourquoi nous avons décidé de persister à rédiger des notes de cours.
Cinq années se sont écoulées, au cours desquelles nous avons affiné, corrigé, allongé, précisé, majoré, minoré, égalé, comparé, énoncé et démontré soixante-treize théorèmes, cent vingt et une propositions et cent six lemmes, dessiné quatre-vingt-dix-huit figures (et posé un certain nombre d'exercices, dont, contrairement à la coutume, aucun ne contient la démonstration d'un résultat important " laissé en exercice aux lecteurs ")...
À Agnès Gadbled qui a relu avec soin de nombreuses versions préliminaires de ce texte. À Clémence Labrousse et Vincent Humilière pour leurs questions et leurs suggestions. À André Carneiro pour les corrections qu'il nous a suggérées. À Emmanuel Opshtein pour les réponses qu'il nous a aidés à trouver.
C'est une théorie dont la toute première pierre est la remarque que l'étude d'une fonction (bien choisie) peut donner des informations assez précises sur la topologie d'une variété.
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