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Up ポテンシャル勾配 作成: 2017-12-19
更新: 2017-12-23


    空間 S をポテンシャル場として定義する f は,スカラー値関数である。
    したがってポテンシャルは,テンソルとしては (0, 0) テンソルになる。

    S を3次元──体K上の3次元ベクトル空間──とする。
    基底をとり,xyz 座標を定める。
    そして f から,つぎの関数を導く:
      f:x(f(x)x,f(x)y,f(x)z)    (xS)
    f を, 「ポテンシャル勾配」──あるいは単に「勾配」──と呼ぼう。

    ポテンシャル勾配は,(0, 1) テンソルである(註)
    S は,これによってもテンソル場になる。


    注意:「勾配」はつぎのようには定義できないことに注意せよ:
      f:xdf(x)dx    (xS)
       微分の「Δx0」が方向依存になるからである。



     註 : 基底変換 (e1,e2,e3)=(e1,e2,e3)A    A=(aij) に対し, (x1,x2,x3)=A(x1,x2,x3)xi=kaikxk     dxidxj=aij よって, (dfdx1,dfdx2,dfdx3)=(dfdx1dx1dx1+dfdx2dx2dx1+dfdx3dx3dx1,      dfdx1dx1dx2+dfdx2dx2dx2+dfdx3dx3dx2,      dfdx1dx1dx3+dfdx2dx2dx3+dfdx3dx3dx3)=(dfdx1a11+dfdx2 a21+dfdx3a31,      dfdx1a12+dfdx2a22+dfdx3a32,      dfdx1a13+dfdx2a23+dfdx3a33)=(dfdx1,dfdx2,dfdx3)A 即ち,ポテンシャル勾配は,共変。