Demostrar que una derivada con respecto a un cuadrivector covariante es un operador vectorial contravariante

En relatividad especial, sé que puedes probar que la derivada con respecto a un componente de 4 vectores contravariante se transforma como un operador vectorial covariante usando la regla de la cadena, pero no puedo encontrar la manera de probar lo contrario, que la derivada con con respecto a un componente de 4 vectores covariante se transforma como un operador vectorial contravariante.

¿No funciona la regla de la cadena en el mismo patrón?
No me parece. Pero si me puedes mostrar cómo funciona, te lo agradecería.

Respuestas (2)

m = X m = X λ X m X σ X λ X v X σ X v = gramo m λ Λ λ σ gramo σ v X v = Λ v m v
Tan contravariante.

Tengamos las transformaciones inversas para componentes de 4 vectores:

(1) r = r + Γ tu ( tu r ) C 2 + γ tu t , t = γ ( t + ( tu r ) C 2 ) .

Aquí Γ = ( γ 1 ) tu 2 C 2 .

Entonces usando la regla de la cadena

t = t t t + X j t X j , X i = t X i t + X j X i X j

puedes obtener usando ( 1 )

t t = γ , X j t = γ tu j , t X i = γ tu i C 2 ,

X j X i = d i j + Γ tu j tu i C 2
i = γ tu i C 2 t + j ( X j d i j + Γ tu i tu j C 2 X j ) = γ tu i C 2 t + X i + Γ C 2 tu i ( tu ) .

De estas ecuaciones se puede obtener

1 C t = 1 C γ t + 1 C γ j tu j X j = γ ( 1 C t + 1 C ( tu ) ) ,

= + Γ tu C 2 ( tu ) + γ tu C 2 t .
Entonces α el operador se transforma como vector contravariante.

Gracias por tu respuesta. ¿Es esta la forma más sencilla de probarlo?
@ user2582713: mi respuesta solo en la forma explícita de la declaración
X m = X v X m X v = Λ m   v X v ,
lo que muestra que la derivada se transforma bajo la transformación de Lorentz como vector contravariante:
β = Λ β   α α .
Me temo que estoy confundido. ¿No es esa la derivada con respecto a un componente contravariante? ¿Y no debería haber un primo en la derivada después del primer signo igual?
@ user2582713: a partir de transformaciones inversas de 4 vectores covariantes, obtengo una transformación contravariante directa para 4 derivadas. Te referías a este, ¿no?
No entiendo por qué usarías la transformación de Lorentz. Se nos pide que demostremos un enunciado que es mucho más general que la relatividad. Es un hecho acerca de la geometría diferencial.
@BenCrowell ¿Podría proporcionar una prueba tan general?
@ user2582713: He proporcionado una prueba general (para transformaciones lineales) en mi primer comentario. He leído su pregunta sin prestar atención, así que he decidido que se trata de relatividad especial.
@AndrewMcAddams Estoy estudiando relatividad especial. Lo que me confunde es que para probar que la derivada con respecto a un componente contravariante es covariante se requiere una sola línea usando la regla de la cadena, mientras que para probar la inversa se necesita la cantidad de líneas que tomó tu respuesta. Quería saber si había una respuesta a mi pregunta tan simple como usar la regla de la cadena.