Операции над тензорами
1.1 Умножение тензора на скаляр и сложение тензоров (линейная комбинация)
Под умножением на число понимают умножение на это число каждой компоненты исходного тензора. В результате получается тензор того же ранга, что и исходный.
Складывать же, можно только тензоры, имеющие одинаковый ранг. В бескомпонентной записи линейная комбинация тензоров выглядит так:
где , — скаляры. Если перейти к компонентной записи, то, например, для тензоров второго ранга данная операция выглядит следующим образом:
1.2 Умножение тензоров
Умножение выполняется над тензорами любого ранга. Результатом является тензор суммарного ранга. Пусть, например — тензор ранга , а — тензор ранга . Тогда результатом их умножения будет тензор ранга
или, в компонентной форме
1.3 Перестановка индексов тензора
При этом из компонент исходного тензора образуется новая совокупность величин, с другим порядком индексов. Ранг тензора при этом не изменяется. Например, из тензора ранга можно получить три других тензора , и , таких что
Для тензоров второго ранга возможно лишь одна перестановка, называемая транспонированием
1.4 Свёртка
Сверткой называется суммирование компонент тензора по какой-либо паре индексов. Это действие выполняется над одним тензором и на выходе дает тензор с меньшим на два. Скажем, для тензора второго ранга, свертка дает скаляр, называемый, первым главным инвариантом или следом тензора
Свертка всегда производится по паре разновариантных индексов (один индекс должен быть верхним, а другой нижним).
Очень часто свертку комбинируют с произведением тензоров. Иногда такую комбинацию называют внутренним произведением тензоров. При этом тензоры сначала перемножают, а потом сворачивают получившийся тензор суммарного ранга. Примером может служить запись скалярного произведения
что эквивалентно безиндексной записи
Точка, напоминающая скалярное произведение, в безиндексной записи как раз и означает совмещение умножения со сверткой. Свертка производится по соседей с точкой паре индексов.
Производные. Необходимое и достаточное условия дифференцируемости функции. Частные производные. Полный дифференциал. Дифференцирование сложной функции.
Пусть функция определена в окрестности точки . Рассмотрим функцию одной переменной . Функция может иметь производную в точке . По определению такая производная называется частной производной
Необходимое условие: Если функция дифференцируема в точке , то она имеет в этой точке частные производные и
Достаточное условие: Если функция имеет частные производные в некоторой окрестности точки , непрерывные в самой этой точке, то она дифференцируема в точке
Пусть функции дифференцируемы в точке ,
и функция дифференцируема в точке .
Тогда сложная функция дифференцируема в точке
Градиент функции. Производная по направлению. Безусловный экстремум функции многих переменных. Необходимые и достаточные условия экстремума функции многих переменных.
Достарыңызбен бөлісу: |