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書記が数学やるだけ#718 基底変換とテンソル演算,添字の上げ下げ
テンソル演算は基底によらないことが,さまざまな場面で重要な性質となる。
問題
![](https://assets.st-note.com/img/1686648507995-Vxjv24FbeF.png?width=1200)
説明
テンソルの縮約についてまとめておく。
![](https://assets.st-note.com/img/1686649018159-IwNnhEOu7F.png?width=1200)
計量テンソルには添字を上げ下げする役割がある:
![](https://assets.st-note.com/img/1686649045187-7w5QCjssmJ.png?width=1200)
解答
基底によらないことを示すために,「演算してから基底変換」と「基底変換してから演算」で結果が同じことを示していく。まずは和とスカラー倍をまとめて示す。
![](https://assets.st-note.com/img/1686649136716-ldzSNUAcLv.jpg?width=1200)
![](https://assets.st-note.com/img/1686649193700-wAfMYTmrco.jpg?width=1200)
テンソル積について,基底変換は前回扱った通り。
![](https://assets.st-note.com/img/1686649224627-lIA5FoNUgq.jpg?width=1200)
縮約についても基底によらないことが示せる。
![](https://assets.st-note.com/img/1686649253215-8sbKIrCyL7.jpg?width=1200)
計量テンソルについて,具体的な計算例を示しておく。
![](https://assets.st-note.com/img/1686649270875-DprQoxvG6o.jpg?width=1200)
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