Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиКалендарьОблакоЗаметкиВсе проекты

Для чего вводят сопряжённое пространство (взаимный базис) + дельта Кронекера. Линейная алгебра. Помогите понять.

msturist09 Мыслитель (8184), закрыт 7 лет назад
Есть основное заданное векторное пространство V, на котором мы можем определить базисы (системы координат).
Но зачем вводят ещё дополнительный дуальный (взаимный) базис, определённый на сопряжённом пространстве V*? Я читал из многих разных источников (книги, интернет-сайты) и везде по-разному пишут. К тому же везде эти индексы и обозначения абсолютно разные - ещё сильнее путаешься...
вот взять символ Кронекера, который как раз-таки используют для введения дуального базиса. В Википедии, в книгах - везде всё различается сильно :)
(см. Фото).
Контраваринтные и ковариантные векторы из той же оперы: не могу понять смысл введения двух разных типов векторов, один из которых (ковариантный) определён на дуальном базисе.
Короче, мне нужно знать тензоры, а застрял на таких простых, но на мой взгляд существенных вещах, без которых дальше не продвинуться...
никак врубиться не могу.
Объясните плз, во-первых, для чего вводят сопряжённое пр-во и почему нам недостаточно одного заданного;
во-вторых, если на основном пространстве заданы ei, xi, f (i - индексы, e - базисный вектор, х - координата, f - линейная функция), то как аналогичные вещи будут представлены на сопряжённом пространстве?
И в третьих, в чём смысл этой чёртовой дельты Кронекера:) ?
Везде всё по-разному, мозг себе сломал уже:)
Лучший ответ
Tania Гений (60835) 7 лет назад
Вы же не биологию изучаете, а математику.
Просто ПРИМИТЕ эти знания, что эти объекты существуют в теории. Разберите подробно их свойства и операции с ними.
Алгебра - это ведь мат аппарат, который потом используется для исследования различных физических процессов.
например, ковариантные и контравариантные тензоры применяются в теории оболочек.

И, конечно, лучше учиться по классическим учебникам.
msturist09Мыслитель (8184) 7 лет назад
в классических советских учебниках символика уж больно сильно отличается от современной...
если знаете хоть 1 - прошу в студию ссылочку:)
msturist09Мыслитель (8184) 7 лет назад
если знаете хоть 1 советский учебник с современной символикой* (буквы, индексы)
Tania Гений (60835) да это же одно и то же (у вас на картинках). не важно, какие там индексы, важно понять суть функции дельты Кронекера. дельты Кронекера- это такая функция двух индексов, которая равна 1, если у нее эти индексы совпадают и равна 0, если они не совпадают. и все! просто дельты Кронекера - удобная компактная запись для разных громоздких выражений.
avs4Мыслитель (6790) 7 лет назад
Математика - это не только аппарат (язык) физики или чего-то ещё. Она сама по себе является наукой о природе. В конце концов и физика, и химия, и биология должны превратиться в математику, но до этого ещё очень далеко. Пока что физика - это аппарат химии, химия - аппарат биологии и т. д.
Tania Гений (60835) ну вы и загнули чушь))
Олег ДипниковичМыслитель (5004) 1 год назад
Просто ПРИМИТЕ эти знания, что эти объекты существуют в теории.
Не удивлен даже!
Остальные ответы
алексей романов Мудрец (19544) 7 лет назад
могу сказать только одно: если хотите разобраться в вопросах продвинутой математики - не суйтесь в вики. Там бывает подано максимально усложнённо и несистемно. Попробуйте найти учебник по линейной алгебре для программистов, а не математиков
Денис Самороков Гуру (3633) 7 лет назад
Пока у нас есть только одно линейное пространство, во введении сопряжённого пространства действительно мало смысла (замечу, что если уж мы ввели сопряжённое пространство, мы не можем использовать в нём базис исходного пространства, т. к. это разные множества, хотя и математически неотличимые).
Интересности начинаются в римановых многообразиях, где скалярное произведение касательных векторов определяется изначально заданной метрикой, которая может меняться от точки к точке. Чтобы скалярное произведение в том виде, к которому мы привыкли, не зависело от выбора системы координат на многообразии, приходится вводить пространство, сопряжённое к касательному, и базис в нём преобразуется при изменении системы координат не так, как в самом касательном пространстве. Ковариантные и контравариантные индексы начинают различаться (для удобства их пишут на разных высотах). Переход между ковариантными и контравариантными векторами делается с помощью метрики. Символ Кронекера совпадает с метрическим тензором, у которого один ковариантный индекс и один контравариантный (соответственно, в таком виде метрический тензор не даёт информации о метрике, т. к. определение символа Кронекера везде одно и то же).
По поводу "во-вторых": линейная функция на основном пространстве - это элемент сопряжённого пространства. Любую линейную функцию можно представить в виде скалярного произведения с фиксированным вектором (ковариантным).
Денис СамороковГуру (3633) 7 лет назад
Сейчас вспомнил. Скалярное произведение у многообразий есть и без метрики, но умножать нужно ковариантный вектор на контравариантный. Чтобы перемножить, например, контравариантные векторы, нужно один из них перевести в ковариантный с помощью метрики.
msturist09Мыслитель (8184) 7 лет назад
Боюсь я мало понял из того, что вы изложили в первой части ответа, т. к. до таких понятий, как метрический тензор и т. п. я ещё не дошёл...
"По поводу "во-вторых": линейная функция на основном пространстве - это элемент сопряжённого пространства."
Вот здесь "элемент" вы имеете ввиду базисный вектор в сопряжённом пр-ве или координату вектора в сопряжённом пр-ве
Денис Самороков Гуру (3633) Имею в виду вектор из сопряжённого пространства, т. е. линейную комбинацию базисных векторов. Я здесь, как обычно, сначала написал, потом подумал. Чуть ниже мне намекнули, что мне самому стоит более тщательно вспомнить эту тему. В общем, краткое изложение того, в чём нужно разобраться для начала: Функция на линейном пространстве сопоставляет каждому вектору этого пространства число. Линейная функция f делает это так, что значение функции на ЛЮБОЙ линейной комбинации векторов a1*v1+...+an*vn равно a1*f(v1)+...+an*f(vn). v - не обязательно базисные векторы, n - не обязательно размерность. Любая линейная комбинация линейных функций является линейной функцией. Поэтому множество всех линейных функций на данном пространстве само является линейным пространством, которое и назвали сопряжённым.
ВасилискПросветленный (33038) 7 лет назад
> Пока у нас есть только одно линейное пространство, во введении сопряжённого пространства действительно мало смысла

Ничего себе "мало смысла"!! Всю матфизику (теорию самосопряженных операторов) нафиг послали :)
gj Ученик (15) 7 лет назад
Дуальный базис требуется не в нашем мире, а около Чёрных Дыр. Там, где пространство-время сильно искривлено Гравитацией.
Fools Die Просветленный (48570) 7 лет назад
У вас некоторая путаница.
Дуальный базис в тензорном исчислении - это одно. Он нужен, как минимум, для корректного введения инвариантов, в первую очередь, скалярного произведения (ну и нормы).
Сопряженное пространство в линейной теории - это нечто другое. Полезно, например, для введения обобщенных функций.
Быть может, вам чем-то помогут мои популярные очерки, которые вы найдете на моей страничке:
expert-eater.nethouse.ru/page/828166
msturist09Мыслитель (8184) 7 лет назад
спасибо, посмотрю)
Arkanarian Physicist Оракул (56552) 7 лет назад
Тут не ответить. Читайте у: Ландау, Лифшиц "Курс теор. физики", т. 2 "Теория поля"
Fortune Знаток (284) 7 лет назад
1. Сопряжённое пр-во вводят, чтобы доказать: пр-во линейных функционалов изоморфно исходному пр-ву.
2. Таких изоморфизмов много, и аналогичные вещи в сопряжённом пространстве будут представлены по-разному для разных изоморфизмов. Выбор одного из них означает выбор скалярного произведения (билинейной функции) на исходном пр-ве. Эта функция – тензор 2-го ранга, ковариантный по одному индексу и контравариантный по другому.
3. У дельты Кронекера тот же смысл, что у равенства, ничего более.
Денис СамороковГуру (3633) 7 лет назад
> Выбор одного из них означает выбор скалярного произведения (билинейной функции) на исходном пр-ве. Эта функция – тензор 2-го ранга, ковариантный по одному индексу и контравариантный по другому.
Или Вы что-то перепутали, или я не понял, о чём речь. Скалярное произведение на исходном пространстве - это скалярная билинейная функция, у которой обе переменные - контравариантные векторы, и сама функция задаётся ковариантным тензором 2 ранга.
Fortune Знаток (284) Вы правы, как и я, т. к. пр-во скалярных билинейных функций на V изоморфно пр-вам линейных отображений V->V* и V*->V, и каждый ортонормальный по данной функции базис V задает изоморфизм V и V*. Просто смешанный тензор в роли скалярного произведения удобнее для записи с немыми индексами.
PuchPGS Профи (565) 7 лет назад
Пока у нас есть только одно линейное пространство, во введении сопряжённого пространства действительно мало смысла (замечу, что если уж мы ввели сопряжённое пространство, мы не можем использовать в нём базис исходного пространства, т. к. это разные множества, хотя и математически неотличимые).
Интересности начинаются в римановых многообразиях, где скалярное произведение касательных векторов определяется изначально заданной метрикой, которая может меняться от точки к точке. Чтобы скалярное произведение в том виде, к которому мы привыкли, не зависело от выбора системы координат на многообразии, приходится вводить пространство, сопряжённое к касательному, и базис в нём преобразуется при изменении системы координат не так, как в самом касательном пространстве. Ковариантные и контравариантные индексы начинают различаться (для удобства их пишут на разных высотах). Переход между ковариантными и контравариантными векторами делается с помощью метрики. Символ Кронекера совпадает с метрическим тензором, у которого один ковариантный индекс и один контравариантный (соответственно, в таком виде метрический тензор не даёт информации о метрике, т. к. определение символа Кронекера везде одно и то же).
По поводу "во-вторых": линейная функция на основном пространстве - это элемент сопряжённого пространства. Любую линейную функцию можно представить в виде скалярного произведения с фиксированным вектором (ковариантным).
Денис СамороковГуру (3633) 7 лет назад
Какой смысл копировать сомнительный ответ?
Егор Помидор Мыслитель (8240) 7 лет назад
expert-eater.nethouse.ru/page/828166.
весьма хорошая подборка, познакомился с удовольствием.
Похожие вопросы