
餘向量
Its contraction is a covector.
其收縮是一個向量。
在數學的線性代數與微分幾何領域中,餘向量(covector)指代的是向量空間對偶空間中的元素,也稱為線性泛函。其核心定義與性質如下:
定義與數學表示
餘向量是從向量空間( V )到标量域( mathbb{R} )(或複數域( mathbb{C} ))的線性映射。若( V )是實數域上的向量空間,則所有餘向量構成的對偶空間記為( V^ )。例如,對于向量( mathbf{v} in V )和餘向量( alpha in V^ ),作用關系可表示為: $$ alpha(mathbf{v}) in mathbb{R}. $$
幾何意義
在幾何中,餘向量常表現為微分形式理論中的1-形式。例如,三維空間中,梯度算子生成的标量場微分( df )即是一個餘向量場,其作用于切向量時輸出該方向上的方向導數。
與向量的對偶關系
餘向量與向量的關系可通過基底表達進一步明确。若向量空間( V )有一組基底( {mathbf{e}_i} ),則對偶空間( V^* )存在對應的對偶基底( {mathbf{e}^j} ),滿足( mathbf{e}^j(mathbf{e}_i) = delta^j_i )(克羅内克函數)。這種對偶性為張量分析提供了基礎。
應用領域
餘向量在物理學和工程學中廣泛應用,例如經典力學中的廣義力(餘向量)與位移(向量)的做功計算,以及電磁學中電場強度與電勢梯度的關聯。
參考資料:
根據搜索結果的綜合信息,以下是關于“covector”的詳細解釋:
Covector(餘向量)是線性代數中的一個概念,指代線性泛函(linear functional),也稱為一階形式(one-form)。它表示從向量空間到标量域的線性映射。數學上可描述為: $$ alpha: V to mathbb{R} $$ 其中$alpha$需滿足線性條件: $$ alpha(mathbf{v} + mathbf{w}) = alpha(mathbf{v}) + alpha(mathbf{w}), quad alpha(amathbf{v}) = aalpha(mathbf{v}) quad (a in mathbb{R}) $$
在理論力學中,動量常被視為餘向量。這是因為動量是拉格朗日量對速度的導數,而速度作為向量,其導數自然屬于對偶空間。例如: $$ p_i = frac{partial L}{partial dot{q}^i} $$ 其中$p_i$是動量分量,$dot{q}^i$是速度分量。
進一步參考:如需更深入的數學推導或物理案例,可查看來源(線性泛函定義)、(分量變換)及(動量與餘向量關系)。
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