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représentation géométrique d'un tenseur

Envoyé par yannou1 
L'on dit intuitivement qu'un tenseur généralise la notion de vecteur.
Or un vecteur a une représentation géométrique simple (une flèche).
J'aimerais savoir si un tenseur possède aussi une interprétation géométrique.

Je sais par exemple qu'un un tenseur d'ordre 0 est un scalaire un tenseur d'ordre 1 un vecteur. Cependant beaucoup de tenseurs sont d'ordre 2 et là je ne vois pas du tout ce que sa peut être.
En regardant une vidéo sur youtube j'ai cru que c'était deux vecteurs collés ensemble. Je donne le lien [www.youtube.com] .
Est ce que quelqu'un peut me dire si je me trompe.
Merci



Edité 1 fois. La dernière correction date de il y a six semaines et a été effectuée par AD.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
Salut,
Uniquement dans certains cas tres particulier on peut assimilier un tenseur d'ordre 2 a un couple
de vecteurs, mais un tenseur d'ordre 2 de facon generale peut etre assimilée a une application lineaire
de ton espace vectoriel vers lui meme ou un autre de meme dimension. Ce n'est que dans le cas ou le rang
de cette application lineaire vaut 1 qu'on peut l'identifier a un couple de vecteurs. Pour ma part je ne connais pas
de representation geometrique simple pour un tenseur d'ordre 2 ou plus.

A+

eric
merci éric
la notion de tenseur est difficile à comprendre pour moi qui suis un économiste de formation.
en tout cas ton explication est très clair.
vive ce forum
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
avatar
Bonjour,

je croyais qu'un tenseur était une forme multilinéaire sur les vecteurs et covecteurs d'un espace vectoriel $ E$, ce n'est pas le cas ?
Code LaTeX
Bonjour,

je croyais qu'un tenseur était une forme multilinéaire sur les vecteurs et covecteurs d'un espace vectoriel $E$, ce n'est pas le cas ?
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
avatar
Si Sylvain. j'espere ne pas faire de hors sujet vu que je suis plus habitué a la vision algebrique du produit tensoriel, mais souviens toi que si $ A,B$ sont deux espace vectoriels de dimension finie $ L(A,B) \cong A^* \otimes B$. En particulier, un 2-tenseur d'ordre (1,1) (je crois qu'on dit comme ca) s'identifie a une application linéaire de E dans lui meme.
Code LaTeX
Si Sylvain. j'espere ne pas faire de hors sujet vu que je suis plus habitué a la vision algebrique du produit tensoriel, mais souviens toi que si $A,B$ sont deux espace vectoriels de dimension finie $L(A,B) \cong A^* \otimes B$. En particulier, un 2-tenseur d'ordre (1,1) (je crois qu'on dit comme ca) s'identifie a une application linéaire de E dans lui meme.



Edité 1 fois. La dernière correction date de il y a six semaines et a été effectuée par jobherzt.
Modifié 1 fois. Dernière modification le 26/07/2010 par jobherzt.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
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Dit grossierement, si un tenseur d'ordre 1 est un vecteur, c'est a dire un tableau de nombre en une dimension (pas au sens de la dimension de E, hein, au sens une seule colonne), alors un tenseur d'ordre 2 est un "tableau a deux dimensions", cad... une matrice (et donc bien une application lineaire). Et de meme, un 3-tenseur sera un genre de matrice en 3D.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
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Et ce n'est pas contradictoire avec le fait qu'un élément de $ E\otimes E^*$ est aussi une forme bilinéaire sur $ E\times E^*$ : $ (x\otimes \ell)(x',\ell')=\langle \ell,x'\rangle\langle \ell',x\rangle$.
Code LaTeX
Et ce n'est pas contradictoire avec le fait qu'un élément de $E\otimes E^*$ est aussi une forme bilinéaire sur $E\times E^*$ : $(x\otimes \ell)(x',\ell')=\langle \ell,x'\rangle\langle \ell',x\rangle$.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
avatar
Donc si je comprends bien, se donner une application linéaire de A vers B, ça revient à considérer un 2-tenseur d'ordre (1,1), namely une application (1+1)-linéaire de A*times B vers R, soit encore un élément de "A* tensoriel B" ?

NB : désolé pour l'absence de LaTeX, je suis sous Kubuntu, et la touche Alt Gr n'est pas prise en charge, donc pas d'accolades, pas d'antislash... sad smiley



Edité 1 fois. La dernière correction date de il y a six semaines et a été effectuée par Sylvain.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
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Comment ça AltGr ne fonctionne pas dans Ubuntu ? Compose (WinDroite) ne marche pas non plus ? eye popping smiley

Le café est un breuvage qui fait dormir,
quand on n’en prend pas.
-+- Alphonse Allais -+-
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
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Oui, si tu as une appli lineaire $ f$ de $ A$ dans $ B$, tu retrouves le 2 tenseur

$\displaystyle \sum_i e_i^* \otimes f(e_i) \in A^* \otimes B$



ou $ e_i$ et $ e_i^*$ sont des bases duales de $ A$ et $ A^*$.

Attention ensuite, sauf etourderie de ma part, un element de $ A^* \otimes B$ n'est pas naturellement une application bilinéaire de $ A^*\times B$ dans $ k$, j'allais dire "au contraire". La propriété du produit tensoriel, c'est que toute application bilineaire de ce type, s'identifie a une forme lineaire sur (et non à un élément de) $ A^* \otimes B$. Donc une application linéaire de $ A$ dans $ B$ s'identifie plutot a une forme lineaire sur $ B^* \otimes A$ via, sauf erreur, l'application transposé $ f^*$ qui va de $ B^*$ dans $ A^*$, ce qui donne un sens à

$\displaystyle (x,y)\in B^* \times A \longmapsto \langle f(x),y \rangle \in k $



En esperant ne pas avoir dit de betises, on s'y perd facilement..
Code LaTeX
Oui, si tu as une appli lineaire $f$ de $A$ dans $B$, tu retrouves le 2 tenseur

$$\sum_i e_i^* \otimes f(e_i) \in A^* \otimes B$$

ou $e_i$ et $e_i^*$ sont des bases duales de $A$ et $A^*$.

Attention ensuite, sauf etourderie de ma part, un element de $A^* \otimes B$ n'est pas naturellement une application bilinéaire de $A^*\times B$ dans $k$, j'allais dire "au contraire". La propriété du produit tensoriel, c'est que toute application bilineaire de ce type, s'identifie a une {\bf forme lineaire sur} (et non à un élément de) $A^*\otimes B$. Donc une application linéaire de $A$ dans $B$ s'identifie plutot a une forme lineaire sur $B^* \otimes A$ via, sauf erreur, l'application transposé $f^*$ qui va de $B^*$ dans $A^*$, ce qui donne un sens à
$$(x,y)\in B^* \times A \longmapsto \langle f(x),y \rangle \in k $$

En esperant ne pas avoir dit de betises, on s'y perd facilement..



Edité 2 fois. La dernière correction date de il y a six semaines et a été effectuée par jobherzt.
Modifié 2 fois. Dernière modification le 26/07/2010 par jobherzt.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
avatar
Tu as raison que le produit tensoriel sert à factoriser les formes bilinéaires, mais on a aussi une interprétation des éléments de $ A\otimes B$ comme des formes bilinéaires sur $ B^*\times A^*$ par

$\displaystyle \Bigl(\sum a_i\otimes b_i\Bigr)(\beta,\alpha)=\sum\langle\alpha,a_i\rangle\langle \beta,b_i\rangle.$



Je pense que c'est à cela que Sylvain faisait allusion en disant qu'un tenseur est « une forme multilinéaire sur les vecteurs et covecteurs ».

* Edit : un doute soudain m'assaille sur la validité de la formule que j'ai écrite plus haut... je me demande si je ne me suis pas emmêlé les pinceaux et je n'ai pas le temps de creuser... damned.
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Tu as raison que le produit tensoriel sert à factoriser les formes bilinéaires, mais on a aussi une interprétation des éléments de $A\otimes B$ comme des formes bilinéaires sur $B^*\times A^*$ par
$$\Bigl(\sum a_i\otimes b_i\Bigr)(\beta,\alpha)=\sum\langle\alpha,a_i\rangle\langle \beta,b_i\rangle.$$

Je pense que c'est à cela que Sylvain faisait allusion en disant qu'un tenseur est « une forme multilinéaire sur les vecteurs et covecteurs ».

* Edit : un doute soudain m'assaille sur la validité de la formule que j'ai écrite plus haut... je me demande si je ne me suis pas emmêlé les pinceaux et je n'ai pas le temps de creuser... damned.



Edité 1 fois. La dernière correction date de il y a six semaines et a été effectuée par remarque.
Modifié 1 fois. Dernière modification le 26/07/2010 par remarque.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
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nicolas.patrois : elle sert à quoi la WinDroite ? Je ne m'en suis jamais servi.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
avatar
Remarque> Notes que c'est exactement ce que je dis smiling smiley un element de $ A \otimes B$ n'est pas une forme bilineaire sur $ A \times B$, mais bien sur $ A^* \otimes B^*$ !!

mais ta formule me semble valide, elle n'est pas contradictiore avec la mienne puisque moi je partais d'une application lineaire de $ A$ dans $ B$, pour construire une application bilineaire de $ B^* \times A$ dans $ k$, qui va effectivement s'identifier a un element de $ A^* \otimes B=(B^* \otimes A)^*$.

Donc j'avais bien compris ce que Sylvain voulait dire, mais j'ai, sauf erreur, rectifié. j'espere que c'est plus clair, je suis a la bourre donc j'ecris vite.
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Remarque> Notes que c'est exactement ce que je dis smiling smiley un element de $A \otimes B$ n'est pas une forme bilineaire sur $A \times B$, mais bien sur $A^* \otimes B^*$ !!

mais ta formule me semble valide, elle n'est pas contradictiore avec la mienne puisque moi je partais d'une application lineaire de $A$ dans $B$, pour construire une application bilineaire de $B^* \times A$ dans $k$, qui va effectivement s'identifier a un element de $A^* \otimes B=(B^* \otimes A)^*$.

Donc j'avais bien compris ce que Sylvain voulait dire, mais j'ai, sauf erreur, rectifié. j'espere que c'est plus clair, je suis a la bourre donc j'ecris vite.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
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smileys with beer ouf...
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
avatar
Voici au juste ce que je voulais dire par "forme multilinéaire sur les vecteurs et covecteurs de E" : cf la définition sur wiki.



Edité 1 fois. La dernière correction date de il y a six semaines et a été effectuée par Sylvain.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
J'ai regardé la dite vidéo.
C'est amusant de la trouver sur youtube mais dans l'ensemble, elle me parait quand même un peu farfelue.
En tout cas elle est bien dans l'esprit anglosaxon qui doit détester toute approche trop bourbakiste de toute théorie mathématique.
Pour avoir une autre idée de l'utilisation pratique des tenseurs en géométrie, je vous conseille de jeter un coup d'oeil sur le livre de IR Porteous: Topological Geometry publié en 1969 chez Van Nostrand.
Dans l'esprit antibourbakiste, cela rejoint un peu le petit livre de Lichnérowicz sur le calcul tensoriel publié dans une collection d'Armand Colin, il me semble.
Amicalement
Pappus



Edité 1 fois. La dernière correction date de il y a six semaines et a été effectuée par pappus.
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
Oui, Pappus,

ce sont de petits livres brochés, à couverture rouge et blanche. Il était suffisamment bon pour que le thésard à qui je l'ai prêté ne me le rende pas.

Cordialement.
Merci à tous pour toute vos précisions ça m'aide bien .
Au fait pappus qu'est ce qui te gène dans la vidéo . Il ya a des coquilles ?
Re: représentation géométrique d'un tenseur
il y a six semaines
Non je ne pense pas qu'il y ait des coquilles mais je trouve cette présentation des tenseurs un peu trop réductrice. Elle est sans doute bonne pour une première approche mais il ne faut pas se faire d'illusions, elle reste insuffisante pour l'utilisation qu'on doit en faire dans la théorie des variétés.
Il y a un minimum d'algèbre tensorielle c'est à dire de la structure à se farcir puis il faut recoller toutes ces algèbres au moyen des cartes locales de la variété pour en faire des fibrés vectoriels, ce n'est pas de la tarte et ça ne se fait pas en cinq minutes!
Amicalement
Pappus
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