(r,s)型張量叢

(r,s)型張量叢

(r,s)型張量叢是微分流形上切叢與餘切叢概念的推廣,由流形各點處切空間形成的r階協變與s階反變張量空間通過張量積組合構成,記作Tsr(M)=TM⊗···⊗TM⊗T*M⊗···⊗T*M(r個切叢與s個餘切叢的張量積)。其局部坐標系下的基向量可表示為∂/∂xi1⊗…⊗∂/∂xir⊗dxj1⊗…⊗dxjs形式,指標範圍覆蓋流形維數。

該叢的投影映射π:Tsr(M)→M將每個張量元素對應到流形基點,其光滑截面對應流形上的(r,s)型張量場。當r=1、s=0時即為切叢T(M)=T1,0(M),其截面對應切向量場;r=0、s=1時則為餘切叢T*(M)=T0,1(M),其截面對應微分1-形式。

通過轉移函式Ψαβ的構造方法,張量叢可被賦予微分流形結構,成為具備光滑變換特性的幾何對象。這種結構統一了切叢與餘切叢的數學描述框架,擴展了張量場的幾何表示方法。

基本介紹

  • 中文名:(r,s)型張量叢
  • 外文名:tensor bundle of type (r,s)
  • 所屬學科:數學
  • 所屬問題:流形上的分析(流形上的微積分)
  • 相關概念:切叢、餘切叢、叢投影等
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基本介紹

(r,s)型張量叢(tensor bundle of type (r,s) )是切叢與餘切叢概念的推廣。謂(r,s)型張量叢,是指微分流形M上各點處切空間的(r,s)型張量空間的無交並,即M上(r,s)型張量叢
其中
表示
的(r,s)型張量空間。
(1,0)型張量叢就是切叢,而(0,1)型張量叢就是餘切叢。與切叢類似,張量叢上也可以定義流形結構與微分結構,使張量叢成為一個微分流形。

相關概念

叢投影

設M是n維
流形,
和
分別是M在a點的切空間和餘切空間,因此在流形M的每一點a有(r,s)型張量空間。
這是
維向量空間。
令
在
上引進拓撲使它成為有可數基的Hausdorff空間,稱
為流形M上的(r,s)型張量叢。
考慮流形M的一個坐標系
在任意一點
和
分別有彼此對偶的自然基底
和
因此,
有基底
且對任意的
有
其中
。
定義 設
是M上的(r,s)型張量叢,映射
,定義為
有
稱
為張量叢上的自然投影,簡稱叢投影。
設
是
映射,如果
(M 上的恆等映射)
即對任意的
則稱
是張量叢
的一個光滑截面,或稱M 上的(r,s) 型光滑張量場。
切叢
的截面就是M的切向量場,餘切叢
的截面就是M上的微分1一形式。

切叢、餘切叢

在(r,s)張量叢
中,令
就得到流形M上的( 1,0)型張量叢一切叢(tangent bundle),亦即,切叢表示為
若令
就得到流形M上的(0,1)型張量叢——餘切叢(cotangent bundle),亦即,餘切叢表示為

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