موتر مضاد للتناظر

في الرياضيات والفيزياء النظرية ، يكون الموتر متناظرًا عكسيًا أو متناوبًا على (أو بالنسبة إلى ) مجموعة جزئية من المؤشرات إذا كان يتبادل الإشارة (+/−) عند تبديل أي مؤشرين من مؤشرات المجموعة الجزئية. [ 1 ] [ 2 ] يجب أن تكون المجموعة الجزئية من المؤشرات عمومًا إما متغيرة بالكامل أو متغيرة عكسيًا بالكامل .

على سبيل المثال، تيأناجك...=-تيجأناك...=تيجكأنا...=-تيكجأنا...=تيكأناج...=-تيأناكج...{\displaystyle T_{ijk\dots }=-T_{jik\dots }=T_{jki\dots }=-T_{kji\dots }=T_{kij\dots }=-T_{ikj\dots }} يتحقق ذلك عندما يكون الموتر متناظرًا عكسيًا بالنسبة لأول ثلاثة مؤشرات له.

إذا تغير إشارة موتر ما عند تبديل كل زوج من مؤشراته، فإن الموتر يكون مضادًا للتناظر تمامًا . حقل موتر متغاير مضاد للتناظر تمامًا من الرتبةك{\displaystyle k}قد يُشار إليه باسم التفاضليك{\displaystyle k}-form ، ويمكن الإشارة إلى حقل موتر متغاير مضاد للتناظر تمامًا باسمك{\displaystyle k}حقل متجهي .

الموترات المتناظرة والمتضادة التناظر

موتر A متناظر عكسيًا على المؤشراتأنا{\displaystyle i}وج{\displaystyle j}تتمتع هذه الخاصية بخاصية الانكماش مع موتر B متناظر على المؤشراتأنا{\displaystyle i}وج{\displaystyle j}يساوي صفرًا تمامًا.

بالنسبة لموتر عام U ذي مكوناتيوأناجك...{\displaystyle U_{ijk\dots }}وزوج من المؤشراتأنا{\displaystyle i}وج،{\displaystyle j,}للوحدة U أجزاء متناظرة وغير متناظرة، تُعرَّف على النحو التالي:

يو(أناج)ك...=12(يوأناجك...+يوجأناك...){\displaystyle U_{(ij)k\dots }={\frac {1}{2}}(U_{ijk\dots }+U_{jik\dots })} (الجزء المتناظر)
يو[أناج]ك...=12(يوأناجك...-يوجأناك...){\displaystyle U_{[ij]k\dots }={\frac {1}{2}}(U_{ijk\dots }-U_{jik\dots })} (الجزء غير المتناظر).

يمكن تقديم تعريفات مماثلة لأزواج أخرى من المؤشرات. وكما يوحي مصطلح "الجزء"، فإن الموتر هو مجموع جزئه المتناظر وجزئه غير المتناظر لزوج معين من المؤشرات، كما في يوأناجك...=يو(أناج)ك...+يو[أناج]ك....{\displaystyle U_{ijk\dots }=U_{(ij)k\dots }+U_{[ij]k\dots }.}

الترميز

يُرمز إلى التناظر المضاد باختصار بزوج من الأقواس المربعة. على سبيل المثال، في الأبعاد العشوائية، بالنسبة لموتر متغاير من الرتبة 2 M ، م[أب]=12!(مأب-مبأ)،{\displaystyle M_{[ab]}={\frac {1}{2!}}(M_{ab}-M_{ba}),} وبالنسبة لموتر متغير من الرتبة 3، T ، تي[أبج]=13!(تيأبج-تيأجب+تيبجأ-تيبأج+تيجأب-تيجبأ).{\displaystyle T_{[abc]}={\frac {1}{3!}}(T_{abc}-T_{acb}+T_{bca}-T_{bac}+T_{cab}-T_{cba}).}

في أي بُعدين أو ثلاثة أبعاد، يمكن كتابة هذه على النحو التالي م[أب]=12!دلتاأبجدمجد،تي[أبج]=13!دلتاأبجدهـوتيدهـو.{\displaystyle {\begin{aligned}M_{[ab]}&={\frac {1}{2!}}\,\delta _{ab}^{cd}M_{cd},\\[2pt]T_{[abc]}&={\frac {1}{3!}}\,\delta _{abc}^{def}T_{def}.\end{aligned}}} أيندلتاأب...جد...{\displaystyle \delta _{ab\dots }^{cd\dots }}هي دلتا كرونكر المعممة ، ويتم استخدام اصطلاح جمع أينشتاين .

وبشكل أعم، وبغض النظر عن عدد الأبعاد، فإن التناظر المضاد علىص{\displaystyle p}يمكن التعبير عن المؤشرات على النحو التالي: تي[أ1...أص]=1ص!دلتاأ1...أصب1...بصتيب1...بص.{\displaystyle T_{[a_{1}\dots a_{p}]}={\frac {1}{p!}}\delta _{a_{1}\dots a_{p}}^{b_{1}\dots b_{p}}T_{b_{1}\dots b_{p}}.}

بشكل عام، يمكن تحليل كل موتر من الرتبة 2 إلى زوج متماثل وزوج غير متماثل على النحو التالي: تيأناج=12(تيأناج+تيجأنا)+12(تيأناج-تيجأنا).{\displaystyle T_{ij}={\frac {1}{2}}(T_{ij}+T_{ji})+{\frac {1}{2}}(T_{ij}-T_{ji}).}

لا ينطبق هذا التفكيك بشكل عام على الموترات من الرتبة 3 أو أكثر، والتي لها تناظرات أكثر تعقيدًا.

أمثلة

تشمل الموترات المتناظرة تمامًا ما يلي:

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ك. ف. رايلي؛ م. ب. هوبسون؛ س. ج. بينس (2010). الأساليب الرياضية للفيزياء والهندسة . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-86153-3.
  2. ^ خوان رامون رويز تولوسا. إنريكي كاستيلو (2005). من المتجهات إلى Tensors . سبرينغر. ص. 225. ردمك  978-3-540-22887-5.القسم §7.

مراجع