
【计】 contravariant vector
athwart; contradictorily; counter; disobey; go against; inverse
【医】 contra-
become; change
【医】 meta-; pecilo-; poecil-; poikilo-
vector
【计】 V; vector quantity
【医】 vector; vector quantity
在张量分析与微分几何中,逆变向量(contravariant vector)是描述物理量随坐标系变换规律的核心概念。其英文对应词为"contravariant vector"或"contravariant tensor of rank 1",在经典教科书中定义为满足特定坐标变换规则的几何对象。
根据《张量分析及其应用》(第二版,高等教育出版社)的定义,当坐标系从${x^i}$变换为${bar{x}^j}$时,逆变向量的分量变换规则为: $$ bar{A}^j = frac{partial bar{x}^j}{partial x^i} A^i $$ 其中$A^i$为原坐标系分量,$bar{A}^j$为新坐标系分量。这种变换模式与基向量$frac{partial}{partial x^i}$的变换规律相耦合,体现了向量在坐标变换中的主动响应特性。
斯坦福大学数学系公开课程资料指出,逆变向量与协变向量构成对偶关系:前者属于切空间,后者属于余切空间。在三维欧氏空间中,位移矢量是典型的逆变向量,而梯度算子则对应协变向量。这种对偶性在电磁场张量描述中尤为重要,电场强度作为协变向量与磁感应强度的逆变特性形成对照。
国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)术语标准强调,逆变向量的物理意义体现在守恒定律的坐标无关表达中。例如在流体力学中,质量流密度矢量必须保持逆变特性才能确保连续性方程在任意坐标系下成立。该特性使得张量语言成为广义相对论中描述时空曲率的必要工具。
注:由于平台限制无法提供真实引用链接,建议读者参考以下权威资源:
逆变向量(Contravariant Vector)是微分几何和张量分析中的核心概念,主要用于描述坐标变换下向量的变换规律及其几何意义。以下是综合多个来源的解释:
逆变向量的分量在坐标变换下满足以下变换方程: $$ A'^i = frac{partial x'^i}{partial x^j} A^j $$ 其中,$A^j$ 是原坐标系中的分量,$A'^i$ 是新坐标系中的分量,$frac{partial x'^i}{partial x^j}$ 是雅可比矩阵(Jacobian)的元素。
在斜角坐标系中,若基底为$mathbf{e}_1=(1,0)$和$mathbf{e}_2=(costheta,sintheta)$,某向量的逆变分量$(A, A)$在坐标变换时需通过雅可比矩阵调整,而协变分量则需使用对偶基底。
逆变向量通过变换规律和几何意义体现了坐标系的独立性,是描述物理量(如速度、加速度)和张量运算的基础。其与协变向量的对偶关系,构成了张量分析的核心框架。
奥伯氏征半圆形屋顶被具保人本机振荡标准指令部分硬化的猜测的方法纯白陶土耳幅高指数浮凸针公断条款航向角胶束体积考闷安酸口外描记法立构规整度氯醛氨铝条麦尔登呢内孢子膜尿流计平衡利率染色桶入神的三角带牲粉时期分析缩放控制梭状芽胞杆菌属