Зафиксируем эту форму и положим
Тем самым каждой паре векторов х и у ставится в соответствие число
определяемое по правилу (1).
В случае, когда
симметричная билинейная форма, полярная положительно определенной квадратичной форме, пространство
наделяется новой дополнительной структурой и превращается в евклидово пространство, в котором
представляет собой скалярное произведение векторов х и у.
Пусть — базис пространства
Рассмотрим совокупность компонент
Ясно, что
тензор типа при переходе к другому базису числа
изменяются по правилу:
Назовем тензор
(ковариантным) метрическим тензором или, кратко, метрикой.
Пример. Найдем закон преобразования
при переходе к другому базису.
При изменении базиса числа
преобразуются по правилу:
Если считать номером строки в матрицах
первый индекс, в матрице
нижний индекс, а в матрице
верхний индекс, то это правило можно записать в матричной форме следующим образом:
Так как при умножении матриц их определители также перемножаются и
то в результате получим
Если
то
Из курса линейной алгебры известно следующее утверждение.
ТЕОРЕМА 3. Билинейная форма
невырождена в том и только в том случае, когда
Тем самым в любой координатной системе возможен переход от матрицы
к обратной матрице. Обозначим компоненты обратной матрицы через
Тогда
УТВЕРЖДЕНИЕ.
- тензор типа
т. е.
Достаточно показать, что матрица
определяемая формулой (2), является обратной к матрице
Имеем
Аналогично проверяется равенство
Тензор
называется контравариантным метрическим тензором.