FTF 2 semestr.MARTINOV / 13
.docx
(28) |
|
(29) |
|
(30) |
|
(33) |
|
(20) |
Пусть заданы два декартовых базиса и , связанных между собой соотношениями (28) и (29).
Рассмотрим вектор . Сам по себе он от базиса не зависит, но в базисе он задается координатами : , а в базисе : . При этом, естественно:
(35) |
Используя (28), перейдем от базиса к базису . Тогда
и, заменяя далее индексы в правой части , с учетом линейной независимости ортов, получим:
(36) |
Аналогично для обратного преобразования
(37) |
Из сравнения (36), (37) с (28), (29) следует, что координаты векторов при переходе от одного декартового базиса к другому преобразуются так же, как и орты. Поэтому векторные равенства, записанные через координаты, справдливы в любом декартовом базисе: если и в одном базисе , то в другом базисе также имеет место . Следует отметить, что в некоторых случаях это утверждение не будет справделивым. Для примера рассмотрим вектор, который является результатом вычисления векторного произведения: . Тогда
(38) |
Если был бы истинным вектором, то это равенство должно было бы иметь такой же вид и в другом базисе
(39) |
Проверим это, изменив в (38) координаты всех векторов на новые согласно (36):
(40) |
Умножим обе части (40) на и просуммируем по :
(41) |
Используя соотношение ортогональности (30), получим далее
Покажем,что
(42) |
где - определитель матрицы преобразования базисов. Действительно, умножим обе части (42) на и просуммируем по индексам , , . Тогда в левой части с учетом (36) получим
а в правой части с учетом (20) и (33) -
Таким образом, в отличие от (39), получаем правило преобразования координат вектора, который является результатом векторного произведения
(43) |
Значит векторное произведение ведет себя как вектор только при преобразовании базиса первого рода (), т. е. только при преобразовании правого (левого) базиса в правый (левый). При преобразовании второго рода, т. е. при переходе от правого декартового базиса к левому и наоборот, согласно (43), появляется знак минус в формуле, связывающей координаты векторов, входящих в векторное произведение. Поэтому векторное произведение не является истинным вектором и называется псевдовектором.
Аналогично ведет себя относительно преобразования координат и смешанное произведение трех векторов, которое поэтому не является истинным скаляром и называется псевдоскаляром.