¿Cuál es la letra que se usa para representar un vector unitario en la 4ta dimensión?

Cuando superas las tres dimensiones, deja de ser útil referirse a cada dimensión como una letra diferente; imagina que estuvieras haciendo algunas matemáticas de alta dimensión en 27 dimensiones … ¡te quedarías sin alfabeto latino!

Dicha notación tampoco permite sumas intuitivas.

Por lo tanto, optamos por la notación de [math] x_i [/ ​​math] como la i-ésima dirección, con el vector de unidad asociado simplemente como [math] \ hat {x} _i [/ ​​math]

En este sistema, la cuarta dimensión espacial se daría como [math] x_4 [/ math], con el vector unitario [math] \ hat {x} _4 [/ math]

Esto tiene la propiedad útil de que podemos escribir muchos operadores en formas más compactas, por ejemplo:

[math] \ nabla \ cdot \ vec {v} = \ frac {\ partial v_x} {\ partial x} + \ frac {\ partial v_y} {\ partial y} + \ frac {\ partial v_z} {\ partial z }[/matemáticas]

Ugh, eso fue aburrido de escribir, y solo empeora en las dimensiones superiores … pero en nuestra notación:

[matemáticas] \ nabla \ cdot \ vec {v} = \ displaystyle \ sum_ {i = 1} ^ {N} \ left (\ frac {\ partial v_i} {\ partial x_i} \ right) [/ math]

¡Eso es mucho más compacto! Y, se puede ampliar fácilmente a 25 dimensiones si queremos ([matemática] N [/ matemática] es el número de dimensiones; esto es lo único que tendría que cambiar)

Estoy leyendo esto de manera diferente que el resto. Esto es casi seguro debido a mi experiencia en Mecánica Computacional. Así que admito que puedo estar malinterpretando su pregunta, pero supongo (si se trata de una pregunta relacionada con la ingeniería) que puede haber formulado mal su solicitud …

¿Está buscando el equivalente de cuarto orden del siguiente tensor de segundo orden?

[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]

Esto se conoce más comúnmente como la “Matriz de identidad”, y se identifica como “I”. Técnicamente no es un vector unitario, pero creo que esto debe ser lo que está haciendo referencia.

La matriz de identidad “clásica” (que se muestra arriba) es un tensor de segundo orden. Su equivalente de tensor de cuarto orden también se conoce como el “Tensor de identidad de cuarto orden” y también se lo conoce como “I” (aunque esto generalmente se hace como un “Bloque I” muy audaz para distinguirlo del “I” regular del Matriz de identidad de segundo orden.)

Entonces, si están escritos, pueden parecerse a I y I respectivamente. En la escuela de posgrado, incluso usamos dos barras verticales en el tensor de identidad de cuarto orden. Tenga en cuenta que a menudo también se distinguen contextualmente: se puede decir dentro de la mecánica del continuo si una ecuación necesitaría un tensor de segundo o cuarto orden.

Cuando enseñaba matemática dimensional, usaba otras letras además de x, y, z. ¿Por qué? Los estudiantes quedan atrapados en la idea ‘x’ va de 0 a lo que sea a la derecha, ‘y’ va hacia mí desde ‘0’ al final de cualquier gráfico y ‘z’ va de 0 en adelante. El pensamiento de los estudiantes fue que la otra coordenada natural es ‘t’. Es frecuente que las correlaciones se refieran a algo diferente a las direcciones en Física. Una vez pasada la representación del libro ‘natural’, quería que los estudiantes pensaran en las matemáticas y no en la física; Una vez pasado eso, el uso de subíndices es natural como la respuesta que encuentro a continuación.

Ver la respuesta de Jack Fraser, Master’s Physics, University of Oxford (2018). Su respuesta es más “correcta”.

Me imagino que el interlocutor puede estar preguntando sobre la letra utilizada para representar un valor de coordenadas. (Supongo que esto se debe a que los caracteres individuales no se usan normalmente para vectores unitarios en 3 espacios). Después de [matemáticas] x [/ matemáticas], [matemáticas] y [/ matemáticas] y [matemáticas] z [/ matemáticas], Hay un problema obvio. La solución más común es recurrir al uso de [math] w [/ math].

Los vectores unitarios en general no tienen símbolo propio. Pero lo que sí existen son símbolos para una base ortonormal en un espacio pre-hilbert de dimensiones finitas.

Entonces [math] e_1, … e_n [/ math] forman una base ortonormal con respecto a un producto interno.

Si está en [math] \ mathbb {R} ^ n [/ math] los vectores corresponderán a la base canónica ortonormal para el producto interno estándar.

Entonces [math] e_1 = (1,0, .., 0) ^ T \ in \ mathbb {R} ^ n [/ math] y así sucesivamente.

Esto se usa para acortar la notación.

[matemáticas] \ hat {e_ {4}} [/ matemáticas]

El uso de la notación matricial ayudará a representar un vector. De esa manera, no tiene que preocuparse por quedarse sin alfabetos si el vector tiene 27 dimensiones o más.