측지선 좌표조각사상의 크리스토펠 심볼
📂기하학측지선 좌표조각사상의 크리스토펠 심볼
정리
[gij]=[100h2](h>0)
그러면 x의 크리스토펠 심볼은 다음과 같으며, 아래의 것들 외에는 모두 0이다.
Γ221=−hh1,Γ122=Γ212=hh1,Γ222=hh2
이때 (u1,u2)는 U의 좌표이며, hi=∂ui∂h이다.
증명
증명에 앞서 필요한 계산을 해두자. g11=⟨x1,x1⟩=1이므로,
∂ui∂g11=∂ui∂⟨x1,x1⟩=2⟨x1i,x1⟩=0
⟹⟨x11,x1⟩=0 and ⟨x12,x1⟩=0(1)
마찬가지로 g12=⟨x1,x2⟩=0이므로,
∂ui∂g12=∂ui∂⟨x1,x2⟩=⟨x1i,x2⟩+⟨x1,x2i⟩=0
여기서 i=1일 때를 보면, ⟨x11,x2⟩+⟨x1,x21⟩=0인데 (1)에 의해서 ⟨x11,x2⟩=0이다. i=2일 때는,
⟨x12,x2⟩+⟨x1,x22⟩=0(2)
또한 h=g22=⟨x2,x2⟩이므로,
hi=∂ui∂h=∂ui∂⟨x2,x2⟩=2⟨x2,x2⟩12⟨x2i,x2⟩=h1⟨x2i,x2⟩
⟹⟨x21,x2⟩=hh1 and ⟨x22,x2⟩=hh2(3)
크리스토펠 심볼
Γijk:=l=1∑2⟨xij,xl⟩glk
이제 위에서 계산한 것을 리스토펠 심볼의 정의에 대입만 해주면 결과를 얻는다.
Γ111=⟨x11,x1⟩g11+⟨x11,x2⟩g21=0⋅1+0⋅0=0
Γ121=Γ211=⟨x12,x1⟩g11+⟨x12,x2⟩g21=0⋅1+⟨x12,x2⟩⋅0=0
Γ221=⟨x22,x1⟩g11+⟨x22,x2⟩g21=⟨x22,x1⟩⋅1+⟨x22,x2⟩⋅0=⟨x22,x1⟩=−⟨x12,x2⟩=−hh1 by (2) by (3)
Γ112=⟨x11,x1⟩g12+⟨x11,x2⟩g22=0⋅0+0⋅h21=0
Γ122=Γ212=⟨x12,x1⟩g12+⟨x12,x2⟩g22=0⋅0+hh1⋅h21=hh1
Γ222=⟨x22,x1⟩g12+⟨x22,x2⟩g22=⟨x22,x1⟩⋅0+hh2⋅h21=hh2
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