Cálculo de símbolos de Christoffel a partir de Lagrangian

Me dieron la siguiente métrica para una esfera.

gramo m v = d i a gramo ( 1 , r 2 , r 2 pecado 2 θ )

y encargado de calcular los símbolos de Christoffel. Hay 2 formas que conozco para calcularlos. uno es de la ecuacion

2 Γ β γ α = gramo α ρ ( gramo α ρ ,   β + gramo β ρ ,   α gramo α β ,   ρ )

y la otra forma es del lagrangiano L .

Lo que me desconcierta: para el primer método, diga si quiero calcular Γ θ θ r , simplemente obtengo

2 Γ θ θ r = gramo r r ( gramo r θ ,   θ + gramo θ r ,   θ gramo θ θ ,   r )

y con solo el último término sobreviviendo, obtengo Γ θ θ r = r . También, Γ ϕ ϕ r = r pecado 2 θ

Para el segundo método tengo L = gramo m v X ˙ m X ˙ v = r ˙ 2 + r 2 θ ˙ 2 + r 2 pecado 2 θ ϕ ˙ 2 , y por la ecuación de Euler-Lagrange obtengo la componente radial

2 r ¨ ( 2 r θ ˙ 2 + 2 r pecado 2 θ ϕ ˙ 2 ) = 0

y aquí es donde no lo entiendo. tengo que comparar los coeficientes con la ecuacion

r ¨ + Γ θ θ r θ ˙ 2 = 0

extraer Γ θ θ r pero hay esto 2 r pecado 2 θ ϕ ˙ 2 término que me impide la comparación directa. Incluso si asumo que la ecuación en realidad puede ser una combinación de 2 ecuaciones, a saber,

a r ¨ + 2 Γ θ θ r θ ˙ 2 = 0

y

( 2 a ) r ¨ + 2 Γ ϕ ϕ r ϕ ˙ 2 = 0

dónde a es una constante. La única manera de recuperar la correcta Γ θ θ r es para a = 2 . En este caso no sería capaz de recuperar Γ ϕ ϕ r . ¿Alguna pista?

Respuestas (1)

La ecuación geodésica es

d 2 X m d t 2 + Γ v ρ m d X v d t d X ρ d t = 0

El coeficiente de ϕ ˙ 2 estás viendo corresponde a Γ ϕ ϕ r .

El problema es que en 2 r ¨ ( 2 r θ ˙ 2 + 2 r pecado 2 θ ϕ ˙ 2 ) = 0 hay θ ˙ 2 y ϕ ˙ 2 . Parece que no puedo hacer una comparación directa.
@SpacemanSpiff Recuerda que en mi fórmula hay una suma superior v y ρ , por eso hay θ ˙ 2 y ϕ ˙ 2 términos.
Ahora lo entiendo. Una vez que divido mi ecuación por 2, los coeficientes de cada término de primer orden son simplemente los símbolos de Christoffel. ¡Gracias!