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Two-vector

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1087: 284: 1082:{\displaystyle {\begin{pmatrix}f^{00}&&f^{01}&&f^{02}&&f^{03}\\f^{10}&&f^{11}&&f^{12}&&f^{13}\\f^{20}&&f^{21}&&f^{22}&&f^{23}\\f^{30}&&f^{31}&&f^{32}&&f^{33}\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}u_{0}\\u_{1}\\u_{2}\\u_{3}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}f^{00}u_{0}+f^{01}u_{1}+f^{02}u_{2}+f^{03}u_{3}\\f^{10}u_{0}+f^{11}u_{1}+f^{12}u_{2}+f^{13}u_{3}\\f^{20}u_{0}+f^{21}u_{1}+f^{22}u_{2}+f^{23}u_{3}\\f^{30}u_{0}+f^{31}u_{1}+f^{32}u_{2}+f^{33}u_{3}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}v^{0}\\v^{1}\\v^{2}\\v^{3}\end{pmatrix}}\iff f^{\alpha \beta }u_{\beta }=v^{\alpha }} 1394: 1093: 1796: 1389:{\displaystyle {\begin{pmatrix}u_{0}&&u_{1}&&u_{2}&&u_{3}\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}f^{00}&&f^{01}&&f^{02}&&f^{03}\\f^{10}&&f^{11}&&f^{12}&&f^{13}\\f^{20}&&f^{21}&&f^{22}&&f^{23}\\f^{30}&&f^{31}&&f^{32}&&f^{33}\end{pmatrix}}} 1400: 1949: 274:
If one assumes that vectors may only be represented as column matrices and covectors as row matrices; then, since a square matrix operating on a column vector must yield a column vector, it follows that square matrices can only represent mixed tensors. However, there is nothing in the
1791:{\displaystyle ={\begin{pmatrix}u_{0}f^{00}+u_{1}f^{10}+u_{2}f^{20}+u_{3}f^{30}&&u_{0}f^{01}+u_{1}f^{11}+u_{2}f^{21}+u_{3}f^{31}&&u_{0}f^{02}+u_{1}f^{12}+u_{2}f^{22}+u_{3}f^{32}&&u_{0}f^{03}+u_{1}f^{13}+u_{2}f^{23}+u_{3}f^{33}\end{pmatrix}}} 1802: 173: 246:
although a problem might be which of the upper indices of the bivector to contract with. (This problem does not arise with mixed tensors because only one of such tensor's indices is upper.) However, if the bivector is
88:
is a two-vector. Then, any two-form can be expressed as a linear combination of tensor products of pairs of vectors, especially a linear combination of tensor products of pairs of basis vectors. If
2002: 240: 2055: 2261: 2194: 67: 2095: 279:
definition of a matrix that says that such assumptions must be made. Then dropping that assumption matrices can be used to represent bivectors as well as two-forms. Example:
1944:{\displaystyle ={\begin{pmatrix}w^{0}&&w^{1}&&w^{2}&&w^{3}\end{pmatrix}}\iff u_{\alpha }f^{\alpha \beta }=f^{\alpha \beta }u_{\alpha }=w^{\beta }} 98: 183: 2148: 2215: 1954: 192: 2014: 186:. This is always the case for two-vectors, by definition. A bivector may operate on a one-form, yielding a vector: 77:, meaning that it is a linear functional which maps two-forms to the real numbers (or more generally, to scalars). 2225: 2158: 31: 255: 2060: 85: 168:{\displaystyle \mathbf {f} =f^{\alpha \beta }\,{\vec {e}}_{\alpha }\otimes {\vec {e}}_{\beta }} 2211: 2144: 2287: 2109: 276: 248: 81: 182:
are the components of the two-vector. Notice that both indices of the components are
2281: 263: 2222:
Note: This book does not appear to mention "two-vectors" or "bivectors", only
70: 2155:
Note: This book mentions "bivectors" (but not "two-vectors") in the sense of
2117:(but note that the stress–energy tensor is symmetric, not skew-symmetric) 2114: 74: 2141:
The road to reality : a complete guide to the laws of the universe
2120: 25: 251:
then the choice of index to contract with is indifferent.
2210:. Cambridge, UK: Cambridge University Press. p. 77. 1997:{\displaystyle f^{\beta \alpha }u_{\beta }=w^{\alpha }} 235:{\displaystyle f^{\alpha \beta }u_{\beta }=v^{\alpha }} 2229: 2162: 1814: 1412: 1167: 1102: 975: 588: 517: 293: 35: 2228: 2161: 2063: 2017: 1957: 1805: 1403: 1096: 287: 195: 101: 34: 2050:{\displaystyle f^{\alpha \beta }=f^{\beta \alpha }} 2255: 2188: 2089: 2049: 1996: 1943: 1790: 1388: 1081: 234: 167: 61: 2143:. New York: Random House, Inc. pp. 443–444. 2246: 2233: 2179: 2166: 52: 39: 8: 2256:{\displaystyle \scriptstyle {\binom {2}{0}}} 2189:{\displaystyle \scriptstyle {\binom {2}{0}}} 62:{\displaystyle \scriptstyle {\binom {2}{0}}} 1878: 1874: 1042: 1038: 2245: 2232: 2230: 2227: 2178: 2165: 2163: 2160: 2081: 2068: 2062: 2038: 2022: 2016: 1988: 1975: 1962: 1956: 1935: 1922: 1909: 1893: 1883: 1860: 1847: 1834: 1821: 1809: 1804: 1774: 1764: 1751: 1741: 1728: 1718: 1705: 1695: 1682: 1672: 1659: 1649: 1636: 1626: 1613: 1603: 1590: 1580: 1567: 1557: 1544: 1534: 1521: 1511: 1498: 1488: 1475: 1465: 1452: 1442: 1429: 1419: 1407: 1402: 1372: 1359: 1346: 1333: 1319: 1306: 1293: 1280: 1266: 1253: 1240: 1227: 1213: 1200: 1187: 1174: 1162: 1148: 1135: 1122: 1109: 1097: 1095: 1073: 1060: 1047: 1024: 1010: 996: 982: 970: 953: 943: 930: 920: 907: 897: 884: 874: 860: 850: 837: 827: 814: 804: 791: 781: 767: 757: 744: 734: 721: 711: 698: 688: 674: 664: 651: 641: 628: 618: 605: 595: 583: 566: 552: 538: 524: 512: 498: 485: 472: 459: 445: 432: 419: 406: 392: 379: 366: 353: 339: 326: 313: 300: 288: 286: 226: 213: 200: 194: 159: 148: 147: 137: 126: 125: 123: 114: 102: 100: 51: 38: 36: 33: 2131: 2090:{\displaystyle v^{\alpha }=w^{\alpha }} 7: 2208:A first course in general relativity 2237: 2170: 43: 14: 254:An example of a bivector is the 103: 2115:Bivector § Tensors and matrices 1875: 1039: 153: 131: 1: 2304: 2272:Penrose, op. cit., §18.3 2206:Schutz, Bernard (1985). 2139:Penrose, Roger (2004). 2257: 2190: 2091: 2051: 1998: 1945: 1792: 1390: 1083: 236: 169: 92:is a two-vector, then 63: 2258: 2191: 2092: 2052: 1999: 1946: 1793: 1391: 1084: 260:orthogonal complement 258:. Another one is the 237: 170: 64: 2226: 2159: 2061: 2015: 2011:is symmetric, i.e., 1955: 1803: 1401: 1094: 285: 256:stress–energy tensor 193: 99: 32: 2253: 2252: 2186: 2185: 2087: 2047: 1994: 1941: 1868: 1788: 1782: 1386: 1380: 1156: 1079: 1032: 961: 574: 506: 277:abstract algebraic 232: 165: 59: 58: 2244: 2177: 2150:978-0-679-77631-4 156: 134: 50: 2295: 2273: 2270: 2264: 2262: 2260: 2259: 2254: 2251: 2250: 2249: 2236: 2221: 2203: 2197: 2195: 2193: 2192: 2187: 2184: 2183: 2182: 2169: 2154: 2136: 2110:Two-point tensor 2096: 2094: 2093: 2088: 2086: 2085: 2073: 2072: 2056: 2054: 2053: 2048: 2046: 2045: 2030: 2029: 2003: 2001: 2000: 1995: 1993: 1992: 1980: 1979: 1970: 1969: 1950: 1948: 1947: 1942: 1940: 1939: 1927: 1926: 1917: 1916: 1901: 1900: 1888: 1887: 1873: 1872: 1865: 1864: 1854: 1852: 1851: 1841: 1839: 1838: 1828: 1826: 1825: 1797: 1795: 1794: 1789: 1787: 1786: 1779: 1778: 1769: 1768: 1756: 1755: 1746: 1745: 1733: 1732: 1723: 1722: 1710: 1709: 1700: 1699: 1689: 1687: 1686: 1677: 1676: 1664: 1663: 1654: 1653: 1641: 1640: 1631: 1630: 1618: 1617: 1608: 1607: 1597: 1595: 1594: 1585: 1584: 1572: 1571: 1562: 1561: 1549: 1548: 1539: 1538: 1526: 1525: 1516: 1515: 1505: 1503: 1502: 1493: 1492: 1480: 1479: 1470: 1469: 1457: 1456: 1447: 1446: 1434: 1433: 1424: 1423: 1395: 1393: 1392: 1387: 1385: 1384: 1377: 1376: 1366: 1364: 1363: 1353: 1351: 1350: 1340: 1338: 1337: 1324: 1323: 1313: 1311: 1310: 1300: 1298: 1297: 1287: 1285: 1284: 1271: 1270: 1260: 1258: 1257: 1247: 1245: 1244: 1234: 1232: 1231: 1218: 1217: 1207: 1205: 1204: 1194: 1192: 1191: 1181: 1179: 1178: 1161: 1160: 1153: 1152: 1142: 1140: 1139: 1129: 1127: 1126: 1116: 1114: 1113: 1088: 1086: 1085: 1080: 1078: 1077: 1065: 1064: 1055: 1054: 1037: 1036: 1029: 1028: 1015: 1014: 1001: 1000: 987: 986: 966: 965: 958: 957: 948: 947: 935: 934: 925: 924: 912: 911: 902: 901: 889: 888: 879: 878: 865: 864: 855: 854: 842: 841: 832: 831: 819: 818: 809: 808: 796: 795: 786: 785: 772: 771: 762: 761: 749: 748: 739: 738: 726: 725: 716: 715: 703: 702: 693: 692: 679: 678: 669: 668: 656: 655: 646: 645: 633: 632: 623: 622: 610: 609: 600: 599: 579: 578: 571: 570: 557: 556: 543: 542: 529: 528: 511: 510: 503: 502: 492: 490: 489: 479: 477: 476: 466: 464: 463: 450: 449: 439: 437: 436: 426: 424: 423: 413: 411: 410: 397: 396: 386: 384: 383: 373: 371: 370: 360: 358: 357: 344: 343: 333: 331: 330: 320: 318: 317: 307: 305: 304: 241: 239: 238: 233: 231: 230: 218: 217: 208: 207: 174: 172: 171: 166: 164: 163: 158: 157: 149: 142: 141: 136: 135: 127: 122: 121: 106: 68: 66: 65: 60: 57: 56: 55: 42: 2303: 2302: 2298: 2297: 2296: 2294: 2293: 2292: 2278: 2277: 2276: 2271: 2267: 2231: 2224: 2223: 2218: 2205: 2204: 2200: 2164: 2157: 2156: 2151: 2138: 2137: 2133: 2129: 2106: 2100: 2077: 2064: 2059: 2058: 2034: 2018: 2013: 2012: 1984: 1971: 1958: 1953: 1952: 1931: 1918: 1905: 1889: 1879: 1867: 1866: 1856: 1853: 1843: 1840: 1830: 1827: 1817: 1810: 1801: 1800: 1781: 1780: 1770: 1760: 1747: 1737: 1724: 1714: 1701: 1691: 1688: 1678: 1668: 1655: 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Index

tensor
dual
two-form
tensor product
vectors
contravariant
symmetric
stress–energy tensor
metric tensor
abstract algebraic
Two-point tensor
Bivector § Tensors and matrices
Dyadics
ISBN
978-0-679-77631-4
ISBN
0-521-27703-5
Category
Tensors

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