cf. #link(<metric.typ>)[]
geodesic
_(tag)
测地线作为可能的 "最小长度路径". 作用量
ODE 初值 . 测地线的定义不依赖于坐标选取
是 metric-volume-form 限制在 1 dimension path. 是 induced quadratic-form
Lagrange 方程是
对于路径的单位长度参数, , 方程变成
product-rule 展开 , where . 移项并使用 , 方程变成
或者写为
其中 是 metric-connection
_(tag) alias Levi-Civita-connection
_(tag) alias Christoffel-symbols
_(tag)
metric-connection 不是 tensor. metric-connection 的变换方式 connection-transformations
_(tag)
by 的定义中的 metric 的变换方式
geodesic-exponential
_(tag) …
geodesic-coordinate
_(tag)
测地线 or with 给出坐标
它是局部微分同胚 by at , by
- ODE 的解解析地依赖于初值
在测地线坐标, 测地线方程是 . Proof 测地线是
在 点测地线坐标, 点联络是零,
Proof
ODE
初值 and
将 ODE 的解 代入 ODE 得到
从而在 点对所有方向 , ==> at
Taylor-expansion-of-metric-in-geodesic-coordinate
_(tag)
在测地线坐标, metric 的 Taylor 展开
-
零阶项是标准 metric
-
一阶项是零 i.e. 一阶微分是零
结合两者,
Proof
在 点测地线坐标
-
0th. 对测地线坐标, 在 点 , 将测地线坐标里的原点的正交规范基 复制地映射到 点切空间 coordinate-frame
-
1st.
differenial-of-metric-vs-connection
_(tag) Prop Proof 直接把 的 #link(<metric-connection>)[定义]
代入式子
然后用 得到 点
在坐标中
也可以写为
对于逆矩阵, 有类似的
differenial-of-metric-inverse-vs-connection
_(tag) Prop
Proof 使用 以及
在坐标中
也可以写为