第零章第一节
河北师范大学重点建设课程
矢量代数与张量初步
§ 1 矢量代数与张量初步
A
AAAAAAA
???
??? ?,,?
直角坐标系中
z y zA A i A j A k? ? ?
rr rr
3
1
ii
i
A A e
?
? ?
r r 312 2 2 2
2
1 2 3
1
() i
i
A A A A A A
?
? ? ? ? ? ?
r
矢量定义
矢量的基本运算
3
1
c o sii
i
A B A B A B ?
?
? ? ??
r r
1 2 3
1 2 3
1 2 3
s in n
e e e
A B A B e A A A
B B B
?? ? ?
r r r
r r r
矢量代数中的两个重要公式
)()()( bacacbcba ????????? ????????混合积
矢量微分
??d A d A d A
AAd t d t d t??
r
()d A B d B d AAB
d t d t d t
? ? ? ? ?
rrrr r r
()d A B d B d AAB
d t d t d t
? ? ? ? ?
rrrr r r
双重矢量积 cbabcacba ???????? )()()( ??????
注意顺序
不能颠倒
并矢与张量 ABr r A B B A?rrrr( 一般 )
ijee
rr 为单位并矢,张量的基( 9个分量)
矢量与张量的矩阵表示
1
2
3
,ii
A
A A e A A
A
??
????
??
??
??
?
r r
1 2 3(,,)A A A A?
i
i
i BABABABA
B
B
B
AAABA ?
?
????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
3
1
332211
3
2
1
321 ),,(
??
j
ji
iij
ji
jiji eeTeeBABAT
??????? ??
??
???
3
1,
3
1,
3
1
ij
i
ee
?
? ?
t rr
l
1 0 0
0 1 0
0 0 1
??
??
? ??
??
??
l
,
()
iij ij jij
T V T V e e? ? ??tt rr? ? ? ?
? ?
? ?
A B C A B C A C B A C B
C B A C B A
B C A B CA
? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ?
r r r r r r r rr r r r
r r r rrr
r r r rrr
张量的运算
BAT ??? ?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
333231
232221
131211
TTT
TTT
TTT
T
? ? ? ? ? ?C A B C A B B C A B A C B A C? ? ? ? ? ? ? ? ?r r r r r r r r r rr r r r r
? ?
? ?
A B C A B C
C A B C A B
? ? ? ?
?
?
? ? ???
r r r rrr
r r r rrr
并矢
并矢
两并矢的一次点乘
? ? ? ? ? ?A B C D A B C D A B C A D C D A B? ? ? ? ? ? ?r r r r r r r r rr r r r r r r r
? ? ? ?:A B C D B C A D? ? ?r r r rr r r r两并矢的二次点乘
C C C? ? ? ?r r r r rll
A B A B A B? ? ? ?r r r r rr r rll
,A B A B??r r rrrl
单位张量与矢量、
张量的点乘
补充练习题
()a a b?? rrr ()a b a??rrr ()j i k?? rrr ()k i j??r rr
( 0,, - 1,1 ) 2 ()a b a a b??rrrr
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )a b c d a c b d a d b c? ? ? ? ? ? ? ?r r r r r rr r r r r r
( ) ( ) ( ) 0a b c b c a c a b? ? ? ? ? ? ? ? ?r r rr r r r r r
? ? ? ?A B A B? ? ?rrrr ? ?? ?2 BA?? rr计算
与矢量 垂直,即 ? ? ? ?M b a c a b c? ? ? ?rrr r r r rCr MC? rr证明
计算下列各式
证明下列各式