张量的相等

若两个张量T,S在同一个坐标系中的逆变(或协变,或某一混变)分量一一相等,则此两个张量的其它一切分量均一一相等,且在任意坐标系中的一切分量均一一相等。

张量的相加

若将两个张量T,S在某一坐标系中的逆变(或协变,或任一种混变)分量一一相加

标量与张量相乘

若将张量在某一坐标系中的逆变(或协变,或任一种混变)分量乘以标量k(k可以因点而异,但不随坐标变化而变化)则得到一组数,也是张量的逆变(或协变,或任一种混变)分量,且对于任意坐标系中任意其它分量此等式均成立。
若把(1.7.6)式中张量S乘以k=-1,则为张量相减。

张量与张量并乘

分量表示 张量的代数运算 - 图1
实体表示 张量的代数运算 - 图2
张量的代数运算 - 图3

张量的缩并

张量缩并时将其基张量中的任意两个基矢量(一般选一个协变基和一个逆变基)进行点积。例如,若将四阶张量张量的代数运算 - 图4中的第2、第4基矢量进行点积.
张量的代数运算 - 图5
一次缩并张量降低两阶

张量的点积

定义

两个张量T与S先并乘后缩并的运算称为点积(或称内积)。和缩并一样,对于点积运算应说明将张量T中的哪一个基矢量与张量S中的哪一个基矢量相点积。为了方便起见,一般取一个逆变基矢量和一个协变基矢量相点积。可以证明,两个张量点积后得到一个新的张量U,如果T是m阶张量,S是n阶张量,则U的阶数为(m+n-2).
以四阶张量T与三阶张量S的点积为例

双点积 重要

就是并乘后两次缩并,需要选择是按照什么顺序缩并,有并联式和串联式两种。

  • 并联式 张量的代数运算 - 图6 就是把双点积运算符两边的张量上下并列写出来,然后对应分量缩并掉,即按(前・前)(后・后)的形式进行两两缩并。
  • 串联式 张量的代数运算 - 图7 就是两次缩并双点积运算符两边紧挨着的分量,即按(内・内)(外・外)的形式进行两两缩并。个二阶并矢的双点积为一个数。
    :::info
    以上两种双点积的结果并不是同一个张量。
    :::

    转置张量

    如果保持基矢量的排列顺序不变,而调换张量分量的指标顺序则一般说来将得到个同阶的**新张量,称为原张量的转置张量。对高阶张量来说,对不同指标的转置结果是不同的,所以应指明是对哪两个指标的转置张量**。

    张量的对称化与反对称化

    对称与反对称

    如果关于某两个分量转置后等于原张量,那么称为对称张量,如果转置后等于负的原张量,那么称为反对称化

    对称化与反对称化 重要

  1. 对称化运算:将任一张量T的分量指标中某两个指标序互换,得到张量S,并按下式构成新张量
    1. 张量的代数运算 - 图8
  2. 反对称化运算:如按下式由张量T和S构成新张量
    1. 张量的代数运算 - 图9

      张量的商法则 重要

      设有一组数的集合张量的代数运算 - 图10,如果它满足对于任意一个q阶张量S(例如q=2任意阶张量分量)的内积均为一个p阶张量(例如p=3,三阶张量U),即在任意坐标系内以下等式均成立:张量的代数运算 - 图11,其中 l,m为涯指标(就是累加的指标),则这组数的集合必定是一个 p+q 阶的张量。这一规律叫做商法则。

张量的代数运算 - 图12 :::info 也就是说 张量的代数运算 - 图13符合张量的坐标变换规则 :::