Théorème de Poincaré-Hopf

Cet article est une ébauche concernant la géométrie.

Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants.

Page d’aide sur l’homonymie

Pour les articles homonymes, voir Théorèmes de Poincaré et Théorème de Hopf.

En mathématiques, le théorème de Poincaré-Hopf (aussi connu sous le nom de « formule de Poincaré-Hopf », ou « théorème de l'indice de Poincaré-Hopf », ou encore « théorème de l'indice de Hopf ») est un important résultat en géométrie différentielle. Il a été prouvé en dimension 2 par Henri Poincaré et généralisé ultérieurement par Heinz Hopf.

Théorème — Soit M {\displaystyle M} une variété différentielle compacte. Soit v {\displaystyle v} un champ vectoriel sur M {\displaystyle M} avec des zéros isolés. Si M {\displaystyle M} a un bord, v {\displaystyle v} doit pointer dans la direction normale extérieure le long du bord. Nous avons alors la formule suivante :

i index v ( x i ) = χ ( M ) {\displaystyle \sum _{i}\operatorname {index} _{v}(x_{i})=\chi (M)}

où la somme est celle des indices de tous les zéros isolés de v {\displaystyle v} et χ ( M ) {\displaystyle \chi (M)} est la caractéristique d'Euler de M {\displaystyle M} .

Conséquence

On en déduit en particulier le théorème de la boule chevelue : la caractéristique d'Euler-Poincaré de la sphère Sn valant 2 si n est pair, tout champ de vecteurs sur cette sphère doit s'annuler.

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Poincaré–Hopf theorem » (voir la liste des auteurs).
  • icône décorative Portail de la géométrie