Координатное пространство — это понятие, которое устанавливает позицию объектов при использовании двух и более опорных осей, являющимися перпендикулярными друг к другу.

Все физические явления могут быть описаны в разных пространствах: координатном, импульсном, фазовом и др. Описания математически эквивалентны, однако различаются сложностью и интуитивностью описания. В большинстве случаев, координатное пространство является интуитивно понятным и наиболее лёгким для понимания процесса, в нём протекающего, однако, в физике твёрдого тела в общем случае удобнее использовать импульсное описание.

Определение Назовём -мерным вектором совокупность из чисел поля эти числа — координатами вектора Для определённости говорят, что данный вектор является радиус-вектором, хотя это не обязательно.

Множество -мерных векторов, для которых определены операции:

называют -мерным арифметическим пространством или -мерным координатным пространством .

Свойства Пусть

Ассоциативность:

Коммутативность:

Единственность решения уравнения:

Существование нейтрального элемента:

Существование противоположного вектора:

Ассоциативность скалярного умножения:

Дистрибутивность умножения относительно сложения скаляров:

Дистрибутивность умножения относительно сложения векторов:

Существование базис-векторов: Пусть Тогда Эти векторы линейно независимы Любой вектор можно представить как

Операторы в координатном пространстве Все операторы могут быть обобщены на -мерный случай, однако для простоты в этом разделе будут рассматриваться только трёхмерные случаи.

Лапласиан:

Набла:

Векторный оператор Лапласа:

Оператор импульса:

См. также Импульсное пространство Фазовое пространство Пространство конфигураций

Примечания

Литература

Категория:Дифференциальные операторы Категория:Координаты