克里斯托费尔符号

更新时间:2022-09-17 22:35

克里斯托费尔符号是黎曼联络的联络系数,且不是张量,有第一类克里斯托费尔符号和第二类克里斯托费尔符号。

定义

第一种克里斯托费尔符号:

第二种克里斯托费尔符号:

有不少书籍,尤其是欧洲的书籍,用 和 表示第一种和第二种克里斯托费尔符号,即 。

引入的这两种符号,是否是张量,待讨论了它们的变换律即可断定。两种符号中的指标除一个(如 )看作是上标外,其余的都看作下标,它们适用于一个上标和一个下标的求和约定。

将式②内乘以 ,得

从定义可知,这两种符号对于 都是对称的,即

于是在N维黎曼空间 中,都各有 个独立的分量。例如,对于N=3而言, 有18个独立分量:

对于 也类似地有18个独立的分量

用克里斯托费尔符号表示基本张量的导数

(1) 由式①,有

改变哑标,有

因为 是对称张量,将以上两式相加,得

(2) 因为

微分,得

内乘以 ,有

将式⑤和式②代入上式得

克里斯托费尔符号的变换率

式⑦与式⑧给出了两种克里斯托费尔符号的变换律,符号上方的横线表示它是在坐标系 里对于基本张量 计算的。变换关系表明两种克里斯托费尔符号都不是张量。可是在坐标的线性变换中,在 这种十分特殊的情况下,这两种符号的变换律就像张量的变换律一样。

将式⑧两边内乘以 ,得

这是用 对 的一阶偏导数和第二种克里斯托费尔符号表示二阶偏导数的一个重要方程,常用到这个关系。

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