@rollkite 我在琢磨公式适用范围时,发现3.1节的vᴬ▽ᴀf =v(f)和3.2节的Tᴮ▽ʙ vᴬ结合一下也能证明习题(虽然不该用3.2的内容,但只要没有循环证明应该也还好)
一、关于3.1节的vᴬ▽ᴀf =v(f)
v是一个(1,0)张量场,但分量vⁱ是个函数,🐔矢(∂/∂xʲ)在坐标域上也能构成矢量场,于是:
(∂/∂xʲ)ᴬ▽ᴀ vⁱ =∂vⁱ/∂xʲ ,即vⁱ,ⱼ
二、关于3.2节频频出现的Tᴮ▽ʙ vᴬ
v是一个(1,0)张量场。▽v是一个(1,1)张量场,分量是vⁱ;ⱼ,🐔是(dxʲ)⊗(∂/∂xⁱ)
现求v在p点沿某方向的协变导数,方法是(引入过p点曲线以)找出该方向切矢T,然后让T和▽v作用,即Tᴮ▽ʙ vᴬ,作用的结果又回到(1,0)张量场
现指定“方向”就是p点附近局域坐标系的🐔矢∂/∂xʲ的方向,所以(∂/∂xʲ)ᴮ▽ʙ vᴬ是v沿该方向的协变导数,亦是个(1,0)张量场,分量仍是vⁱ;ⱼ,🐔是(∂/∂xⁱ)
三、证明
为了简洁,暂且记(∂/∂xʲ)ᴮ▽ʙ为▽ⱼ。考虑用▽ⱼ给Vᴬ=vⁱ ·(∂/∂xⁱ)ᴬ的两边作用
▽ⱼVᴬ=▽ⱼ[∑ᵢ vⁱ ·(∂/∂xⁱ)ᴬ]
=(▽ⱼvⁱ)(∂/∂xⁱ)+vⁱ▽ⱼ(∂/∂xⁱ) //莱律
=(▽ⱼvⁱ+Γⁱⱼₖ vᵏ)(∂/∂xⁱ) //变形参照主楼
=(vⁱ,ⱼ+Γⁱⱼₖ vᵏ)(∂/∂xⁱ)