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Levi-Civita connection

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3532: 3068: 5569: 5653: 3527:{\displaystyle {\begin{aligned}\nabla _{X}Y&=\nabla _{X^{j}\partial _{j}}(Y^{k}\partial _{k})\\&=X^{j}\nabla _{j}(Y^{k}\partial _{k})\\&=X^{j}{\bigl (}\partial _{j}(Y^{k})\partial _{k}+Y^{k}\nabla _{j}\partial _{k}{\bigr )}\\&=X^{j}{\bigl (}\partial _{j}(Y^{k})\partial _{k}+Y^{k}\Gamma _{jk}^{l}\partial _{l}{\bigr )}\\&=X^{j}{\bigl (}\partial _{j}(Y^{l})+Y^{k}\Gamma _{jk}^{l}{\bigr )}\partial _{l}\end{aligned}}} 3930: 1544: 3666: 1993: 4517: 4213: 7481: 7628: 7001: 5552: 6611: 6367: 1280: 3925:{\displaystyle \partial _{i}{\bigl (}g(\partial _{j},\partial _{k}){\bigr )}=g(\nabla _{i}\partial _{j},\partial _{k})+g(\partial _{j},\nabla _{i}\partial _{k})=g(\Gamma _{ij}^{l}\partial _{l},\partial _{k})+g(\partial _{j},\Gamma _{ik}^{l}\partial _{l})} 134:
In 1869, Christoffel discovered that the components of the intrinsic derivative of a vector field, upon changing the coordinate system, transform as the components of a contravariant vector. This discovery was the real beginning of tensor analysis.
1107: 6193: 2371: 1714: 6058: 4047: 600: 5902: 177:
embedded in a "larger" ambient space. He interpreted the intrinsic derivative in the case of an embedded surface as the tangential component of the usual derivative in the ambient affine space. The Levi-Civita notions of
7365: 2608: 1248: 7694: 3635: 4939: 6089:
linear in the first variable. It is also a straightforward computation to show that this connection is torsion free. So all that needs to be proved here is that the formula above produces a vector field tangent to
3037: 7139: 2493: 4849: 5134: 7370: 6849: 2721: 6780: 6471: 6238: 5277: 4366: 5356: 4704: 4374: 248: 1698: 3073: 2847: 5023: 7252: 4275: 5644: 4062: 6658: 1539:{\displaystyle X{\bigl (}g(Y,Z){\bigr )}+Y{\bigl (}g(Z,X){\bigr )}-Z{\bigl (}g(Y,X){\bigr )}=g(\nabla _{X}Y+\nabla _{Y}X,Z)+g(\nabla _{X}Z-\nabla _{Z}X,Y)+g(\nabla _{Y}Z-\nabla _{Z}Y,X)} 7486: 5718: 5362: 5196: 791: 6466: 2908: 504: 6809: 4777: 2801: 6110: 4878: 2946: 7178: 4368:(or computes directly), the Koszul expression of the Levi-Civita connection derived above is equivalent to a definition of the Christoffel symbols in terms of the metric as 7045: 2169: 5941: 2874: 2726:
Hence the Koszul expression does, in fact, define a connection, and this connection is compatible with the metric and is torsion free, i.e. is a Levi-Civita connection.
677: 6721: 961: 6678: 3658: 3060: 2966: 2755: 2056: 1131: 947: 641: 182:
and parallel displacement of a vector along a curve make sense on an abstract Riemannian manifold, even though the original motivation relied on a specific embedding
6844: 4851:
vanishes, the curve is called a geodesic of the covariant derivative. Formally, the condition can be restated as the vanishing of the pullback connection applied to
4580: 4550: 4313: 2201: 927: 1988:{\displaystyle g(\nabla _{X}Y,Z)={\tfrac {1}{2}}{\Big \{}X{\bigl (}g(Y,Z){\bigr )}+Y{\bigl (}g(Z,X){\bigr )}-Z{\bigl (}g(X,Y){\bigr )}+g(,Z)-g(,X)-g(,Y){\Big \}}} 95:
is often used for the Levi-Civita connection. The components (structure coefficients) of this connection with respect to a system of local coordinates are called
7633: 6698: 6414: 2221: 2139: 2119: 2099: 2079: 2036: 2016: 1272: 870: 850: 727: 707: 2229: 823: 7050: 3941: 512: 5826: 7257: 2499: 1139: 9293: 3543: 8484: 4886: 8188: 2974: 2729:
With minor variation, the same proof shows that there is a unique connection that is compatible with the metric and has prescribed torsion.
9288: 7737: 4944:
If the covariant derivative is the Levi-Civita connection of a certain metric, then the geodesics for the connection are precisely those
2377: 8575: 8351: 8201: 889: 77: 4788: 8599: 4975:
The images below show parallel transport induced by the Levi-Civita connection associated to two different Riemannian metrics on the
9705: 8794: 5035: 4968:
between the tangent spaces at the points of the curve. If the connection is a Levi-Civita connection, then these isomorphisms are
2614: 8381: 8356: 6726: 5204: 4318: 9854: 4512:{\displaystyle \Gamma _{jk}^{l}={\tfrac {1}{2}}g^{lr}\left(\partial _{k}g_{rj}+\partial _{j}g_{rk}-\partial _{r}g_{jk}\right)} 8664: 8243: 5283: 4642: 8890: 185: 1556: 8943: 8471: 2806: 4981: 9889: 9568: 9227: 7183: 4224: 7784: 4208:{\displaystyle \nabla _{j}\partial _{k}-\nabla _{k}\partial _{j}=(\Gamma _{jk}^{l}-\Gamma _{kj}^{l})\partial _{l}==0.} 9997: 9348: 8216: 8181: 8115: 8089: 8000: 7835: 7476:{\displaystyle {\widehat {\nabla }}_{\partial _{z}}\partial _{z}=-{\frac {2{\bar {z}}\partial _{z}}{1+z{\bar {z}}}}.} 5577: 9770: 8992: 7623:{\displaystyle \mathrm {grad} _{Euc}(\gamma )=-(1+z{\bar {z}})^{-1}({\bar {z}}\partial _{z}+z\partial _{\bar {z}})} 6996:{\displaystyle {\hat {g}}({\widehat {\nabla }}_{X}Y,Y)=X(\gamma ){\hat {g}}(Y,Y)={\frac {1}{2}}X({\hat {g}}(Y,Y)).} 5547:{\displaystyle dr^{2}+d\theta ^{2}={\frac {(xdx+ydy)^{2}}{x^{2}+y^{2}}}+{\frac {(xdy-ydx)^{2}}{(x^{2}+y^{2})^{2}}}} 4716: 6616: 6606:{\displaystyle {\widehat {\nabla }}_{X}Y=\nabla _{X}Y+X(\gamma )Y+Y(\gamma )X-g(X,Y)\mathrm {grad} _{g}(\gamma ).} 6362:{\displaystyle d_{m}f(X)={\bigl \langle }d_{m}Y(X),m{\bigr \rangle }+{\bigl \langle }Y(m),X(m){\bigr \rangle }=0.} 8975: 8584: 70: 5661: 5139: 732: 5735:
the unit circle. Indeed, in the first image, the vectors fall outside of the tangent space to the unit circle.
6423: 9621: 9553: 9187: 8594: 8143: 2879: 877: 609: 8133: 7696:
These relations, together with their complex conjugates, define the Christoffel symbols for the two-sphere.
9992: 9646: 9172: 8895: 8669: 8278: 8174: 826: 457: 356: 6785: 9884: 9217: 8138: 5030: 4744: 2760: 2171:
as in the left hand side. By substituting the Koszul formula, one now checks that for all vector fields
454:. Vector fields act (by definition) as differential operators on smooth functions. In local coordinates 9695: 9515: 9222: 9192: 8900: 8856: 8837: 8604: 8548: 8299: 5198:. The first metric extends to the entire plane, but the second metric has a singularity at the origin: 281: 88: 62: 26: 4854: 2916: 9367: 8759: 8624: 8428: 7946: 7144: 9849: 7705: 9951: 9869: 9823: 9530: 9144: 9009: 8701: 8543: 8361: 8221: 7006: 2101:, the right hand side of the Koszul expression is linear over smooth functions in the vector field 311: 124: 116: 7015: 2144: 9921: 9608: 9525: 9495: 8841: 8811: 8735: 8725: 8681: 8511: 8464: 8407: 7873:
Brouwer, L. E. J. (1906). "The force field of the non-Euclidean spaces with negative curvature".
7780: 7010: 5026: 2852: 1102:{\displaystyle X{\bigl (}g(Y,Z){\bigr )}=(\nabla _{X}g)(Y,Z)+g(\nabla _{X}Y,Z)+g(Y,\nabla _{X}Z)} 112: 955:: To prove uniqueness, unravel the definition of the action of a connection on tensors to find 653: 9879: 9690: 8801: 8696: 8609: 8516: 8438: 8371: 8366: 8304: 343: 8433: 6703: 4552:
are the coefficients of the dual metric tensor, i.e. the entries of the inverse of the matrix
9961: 9916: 9396: 9341: 8831: 8826: 7900: 6663: 3643: 3045: 2951: 2740: 2041: 1116: 932: 684: 626: 253: 6814: 4555: 4525: 2141:, the right hand side uniquely defines some new vector field, which is suggestively denoted 9936: 9864: 9750: 9616: 9578: 9510: 9162: 9100: 8948: 8652: 8642: 8614: 8589: 8499: 8268: 7955: 7882: 6188:{\displaystyle {\bigl \langle }\left(\nabla _{X}Y\right)(m),m{\bigr \rangle }=0\qquad (1).} 4286: 2174: 900: 179: 92: 8150: 7758: 8: 9813: 9636: 9626: 9475: 9460: 9416: 9300: 8982: 8860: 8845: 8774: 8533: 8325: 8294: 8282: 8253: 8236: 8197: 8160: 8099: 4590:
The Levi-Civita connection (like any affine connection) also defines a derivative along
2911: 2366:{\displaystyle g(\nabla _{X}(Y_{1}+Y_{2}),Z)=g(\nabla _{X}Y_{1},Z)+g(\nabla _{X}Y_{2},Z)} 174: 96: 84: 30: 22: 9273: 7959: 7886: 9946: 9803: 9656: 9470: 9406: 9242: 9197: 9094: 8965: 8769: 8457: 8423: 8320: 8289: 8078: 8073: 7971: 7804: 7762: 7728: 6683: 6417: 6399: 4961: 2206: 2124: 2104: 2084: 2064: 2021: 2001: 1257: 855: 835: 712: 692: 155: 147: 120: 108: 34: 8779: 8330: 7141:
This exhibits the metric of the sphere as conformally flat, with the Euclidean metric
796: 9941: 9710: 9685: 9500: 9411: 9391: 9177: 9157: 9152: 9059: 8970: 8784: 8764: 8619: 8558: 8335: 8111: 8085: 8006: 7996: 7975: 7831: 7808: 7766: 1705: 621: 66: 58: 54: 42: 6053:{\displaystyle \left(\nabla _{X}Y\right)(m)=d_{m}Y(X(m))+\langle X(m),Y(m)\rangle m} 9956: 9631: 9598: 9583: 9465: 9334: 9315: 9109: 9064: 8987: 8958: 8816: 8749: 8744: 8739: 8729: 8521: 8504: 8402: 8397: 8273: 8226: 7963: 7851: 7796: 7754: 7746: 4969: 151: 139: 4042:{\displaystyle \partial _{i}g_{jk}=\Gamma _{ij}^{l}g_{lk}+\Gamma _{ik}^{l}g_{jl}.} 595:{\displaystyle X(f)=X^{i}{\frac {\partial }{\partial x^{i}}}f=X^{i}\partial _{i}f} 9926: 9874: 9818: 9798: 9700: 9588: 9455: 9426: 9258: 9167: 8997: 8953: 8719: 8231: 8166: 4976: 4726: 606: 170: 9966: 9931: 9828: 9661: 9651: 9641: 9563: 9535: 9520: 9505: 9421: 9124: 9049: 9019: 8917: 8910: 8850: 8821: 8691: 8686: 8647: 8103: 7823: 5748: 293: 46: 9911: 8155: 5897:{\bigl \langle }Y(m),m{\bigr \rangle }=0,\qquad \forall m\in \mathbf {S} ^{2}. 9986: 9903: 9808: 9720: 9593: 9310: 9134: 9129: 9114: 9104: 9054: 9031: 8905: 8865: 8806: 8754: 8553: 8258: 7785:"Ueber die Transformation der homogenen Differentialausdrücke zweiten Grades" 7360:{\displaystyle d\gamma =-(1+z{\bar {z}})^{-1}({\bar {z}}\,dz+z\,d{\bar {z}})} 4949: 2603:{\displaystyle g(\nabla _{X}Y,Z)+g(\nabla _{X}Z,Y)=X{\bigl (}g(Y,Z){\bigr )}} 1998:
holds. Hence, if a Levi-Civita connection exists, it must be unique, because
1243:{\displaystyle X{\bigl (}g(Y,Z){\bigr )}=g(\nabla _{X}Y,Z)+g(Y,\nabla _{X}Z)} 392: 143: 8010: 7800: 9971: 9775: 9760: 9725: 9573: 9558: 9237: 9232: 9074: 9041: 9014: 8922: 8563: 7922: 7689:{\displaystyle {\widehat {\nabla }}_{\partial _{z}}\partial _{\bar {z}}=0.} 4972:– that is, they preserve the inner products on the various tangent spaces. 4622: 3630:{\displaystyle (\nabla _{j}Y)^{l}=\partial _{j}Y^{l}+\Gamma _{jk}^{l}Y^{k}} 830: 257: 166: 7854:(1906). "Het krachtveld der niet-Euclidische, negatief gekromde ruimten". 80:
states that there is a unique connection that satisfies these properties.
9859: 9833: 9755: 9444: 9383: 9080: 9069: 9026: 8927: 8528: 7990: 6376:
In fact, this connection is the Levi-Civita connection for the metric on
5764: 4965: 162: 5561:
Parallel transports on the punctured plane under Levi-Civita connections
5025:. The curve the parallel transport is done along is the unit circle. In 4934:{\displaystyle \left(\gamma ^{*}\nabla \right){\dot {\gamma }}\equiv 0.} 2757:
be an affine connection on the tangent bundle. Choose local coordinates
9740: 9305: 9263: 9089: 9002: 8634: 8538: 8449: 8376: 7967: 7750: 7005:
As an application, consider again the unit sphere, but this time under
7905:
Verhandelingen der Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam
5568: 3032:{\displaystyle \nabla _{j}\partial _{k}=\Gamma _{jk}^{l}\partial _{l}} 883: 391:
as arguments. In the former case the output is a number, the (pseudo-)
9715: 9666: 9119: 9084: 8789: 8676: 4945: 880:, and condition 2 is sometimes called symmetry, cf. Do Carmo's text. 7941: 7732: 7134:{\displaystyle g={\frac {4\,dz\,d{\bar {z}}}{(1+z{\bar {z}})^{2}}}.} 9745: 9730: 9283: 9278: 9268: 8659: 8480: 8248: 8080:
An introduction to differentiable manifolds and Riemannian geometry
6468:, then the Levi-Civita connection transforms according to the rule 6388:. Indeed, one can check that this connection preserves the metric. 5652: 128: 50: 2488:{\displaystyle g(\nabla _{X}(fY),Z)=X(f)g(Y,Z)+fg(\nabla _{X}Y,Z)} 9439: 9401: 7903:(1918). "Die direkte Analysis zur neueren Relativiteitstheorie". 7828:
A Comprehensive introduction to differential geometry (Volume II)
6420:
is replaced by the conformally rescaled metric of the same class
4844:{\displaystyle \nabla _{{\dot {\gamma }}(t)}{\dot {\gamma }}(t)} 9765: 9357: 8875: 6370: 1550:
By torsion-freeness, the right hand side is therefore equal to
2038:
is non degenerate, and the right hand side does not depend on
5129:{\displaystyle ds^{2}=dx^{2}+dy^{2}=dr^{2}+r^{2}d\theta ^{2}} 4591: 6235:
is constant, hence its differential vanishes. In particular
123:
and explore the relationship of parallel transport with the
5727:
Warning: This is parallel transport on the punctured plane
9326: 4952:
that are parametrised proportionally to their arc length.
2716:{\displaystyle g(\nabla _{X}Y,Z)-g(\nabla _{Y}X,Z)=g(,Z).} 6775:{\displaystyle g^{ik}(\partial _{i}\gamma )\partial _{k}} 5272:{\displaystyle dr={\frac {xdx+ydy}{\sqrt {x^{2}+y^{2}}}}} 4361:{\displaystyle \partial _{j},\partial _{k},\partial _{l}} 3042:
The Christoffel symbols conversely define the connection
8041:
Semi-Riemannian geometry with Applications to relativity
5351:{\displaystyle d\theta ={\frac {xdy-ydx}{x^{2}+y^{2}}}} 2121:, not just real-linear. Hence by the non degeneracy of 6391: 4997: 4699:{\displaystyle D_{t}V=\nabla _{{\dot {\gamma }}(t)}V.} 4400: 1750: 7735:[The notion of parallelism on any manifold]. 7636: 7489: 7373: 7260: 7186: 7147: 7053: 7018: 6852: 6817: 6788: 6729: 6706: 6686: 6666: 6619: 6474: 6426: 6402: 6241: 6113: 5944: 5664: 5580: 5365: 5286: 5207: 5142: 5038: 4984: 4889: 4857: 4791: 4747: 4645: 4558: 4528: 4377: 4321: 4289: 4227: 4065: 3944: 3669: 3646: 3546: 3071: 3048: 2977: 2954: 2919: 2882: 2855: 2809: 2763: 2743: 2617: 2502: 2380: 2232: 2209: 2177: 2147: 2127: 2107: 2087: 2067: 2061:
To prove existence, note that for given vector field
2044: 2024: 2004: 1717: 1559: 1283: 1260: 1142: 1119: 964: 935: 903: 858: 838: 799: 735: 715: 695: 656: 629: 515: 460: 243:{\displaystyle M^{n}\subset \mathbf {R} ^{n(n+1)/2}.} 188: 119:, used Christoffel's symbols to define the notion of 18:
Affine connection on the tangent bundle of a manifold
5785:
is naturally identified with the vector subspace of
1693:{\displaystyle 2g(\nabla _{X}Y,Z)-g(,Z)+g(,Y)+g(,X)} 8038: 7875:
Koninklijke Akademie van Wetenschappen. Proceedings
6811:is torsion-free. To verify metricity, assume that 4964:along a curve with respect to a connection defines 2842:{\displaystyle \partial _{1},\ldots ,\partial _{n}} 884:
Fundamental theorem of (pseudo-)Riemannian geometry
8196: 8077: 7733:"Nozione di parallelismo in una varietà qualunque" 7688: 7622: 7475: 7359: 7246: 7172: 7133: 7039: 6995: 6838: 6803: 6774: 6715: 6692: 6672: 6652: 6605: 6460: 6408: 6361: 6187: 6052: 5896: 5712: 5638: 5546: 5350: 5271: 5190: 5128: 5018:{\displaystyle \mathbf {R} ^{2}\backslash \{0,0\}} 5017: 4933: 4872: 4843: 4771: 4698: 4574: 4544: 4511: 4360: 4307: 4269: 4207: 4041: 3924: 3652: 3629: 3526: 3054: 3031: 2960: 2940: 2902: 2868: 2841: 2795: 2749: 2715: 2602: 2487: 2365: 2215: 2195: 2163: 2133: 2113: 2093: 2073: 2050: 2030: 2010: 1987: 1692: 1538: 1266: 1242: 1125: 1101: 941: 921: 864: 844: 817: 785: 721: 701: 671: 635: 594: 498: 242: 7856:Koninklijke Akademie van Wetenschappen. Verslagen 7723: 7721: 7247:{\displaystyle \gamma =\ln(2)-\ln(1+z{\bar {z}})} 5738: 4270:{\displaystyle \Gamma _{jk}^{l}=\Gamma _{kj}^{l}} 2968:with respect to these coordinates are defined as 1980: 1763: 9984: 8098: 7789:Journal für die reine und angewandte Mathematik 5639:{\displaystyle ds^{2}=dr^{2}+r^{2}d\theta ^{2}} 7718: 876:Condition 1 above is sometimes referred to as 256:obtained analogous results. In the same year, 9342: 8465: 8182: 6348: 6314: 6304: 6269: 6161: 6116: 5856: 5831: 3721: 3682: 3505: 3441: 3414: 3330: 3303: 3227: 2595: 2570: 1874: 1849: 1836: 1811: 1798: 1773: 1390: 1365: 1352: 1327: 1314: 1289: 1173: 1148: 995: 970: 165:pointed out its importance for the case of a 8053: 7738:Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo 6653:{\displaystyle \mathrm {grad} _{g}(\gamma )} 6044: 6014: 5012: 5000: 381:can take up to two vectors or vector fields 7995:. Francis J. Flaherty. Boston: Birkhäuser. 7779: 7727: 407:. In the latter case, the inner product of 9349: 9335: 8472: 8458: 8352:Fundamental theorem of Riemannian geometry 8189: 8175: 8023: 5713:{\displaystyle ds^{2}=dr^{2}+d\theta ^{2}} 5191:{\displaystyle ds^{2}=dr^{2}+d\theta ^{2}} 890:Fundamental theorem of Riemannian geometry 786:{\displaystyle \nabla _{X}Y-\nabla _{Y}X=} 107:The Levi-Civita connection is named after 78:fundamental theorem of Riemannian geometry 7338: 7325: 7154: 7073: 7066: 6096:. That is, we need to prove that for all 5029:, the metric on the left is the standard 4585: 9706:Covariance and contravariance of vectors 8479: 7925:(1918). "Gravitation und Elektrizitat". 7899: 7830:. Publish or Perish Press. p. 238. 6461:{\displaystyle {\hat {g}}=e^{2\gamma }g} 5791:consisting of all vectors orthogonal to 5731:the unit circle, not parallel transport 3062:on the coordinate neighbourhood because 8072: 7872: 7850: 6782:. Indeed, it is trivial to verify that 4280:is symmetric in its lower two indices. 2903:{\displaystyle \nabla _{\partial _{j}}} 1113:Hence one can write the condition that 252:In 1918, independently of Levi-Civita, 127:, thus developing the modern notion of 9985: 7822: 6078:satisfies the Leibniz identity and is 5658:This transport is given by the metric 5574:This transport is given by the metric 2732: 643:is called a Levi-Civita connection if 111:, although originally "discovered" by 9330: 8453: 8170: 7988: 4955: 499:{\displaystyle (x_{1},\ldots ,x_{n})} 8108:Foundations of differential geometry 8026:Introduction to Riemannian manifolds 7989:Carmo, Manfredo Perdigão do (1992). 7939: 7921: 6804:{\displaystyle {\widehat {\nabla }}} 6074:It is straightforward to prove that 2803:with coordinate basis vector fields 929:has a unique Levi Civita connection 615: 371:. It is again a smooth vector field. 260:generalized Levi-Civita's results. 6392:Behaviour under conformal rescaling 5136:, while the metric on the right is 4772:{\displaystyle {\dot {\gamma }}(t)} 2796:{\displaystyle x^{1},\ldots ,x^{n}} 13: 9569:Tensors in curvilinear coordinates 8156:PlanetMath: Levi-Civita Connection 7927:Sitzungsberichte Berliner Akademie 7664: 7652: 7641: 7601: 7585: 7501: 7498: 7495: 7492: 7435: 7401: 7389: 7378: 6872: 6792: 6763: 6747: 6631: 6628: 6625: 6622: 6581: 6578: 6575: 6572: 6501: 6479: 6127: 5951: 5871: 4905: 4793: 4779:is a vector field along the curve 4663: 4482: 4456: 4430: 4379: 4349: 4336: 4323: 4250: 4229: 4187: 4174: 4158: 4137: 4116: 4100: 4090: 4077: 4067: 4006: 3972: 3946: 3910: 3892: 3879: 3857: 3844: 3826: 3804: 3794: 3781: 3759: 3746: 3736: 3707: 3694: 3671: 3647: 3600: 3577: 3551: 3511: 3486: 3447: 3403: 3385: 3362: 3336: 3292: 3282: 3259: 3233: 3193: 3170: 3137: 3112: 3097: 3077: 3049: 3020: 3002: 2989: 2979: 2955: 2921: 2889: 2884: 2857: 2830: 2811: 2744: 2656: 2625: 2541: 2510: 2464: 2388: 2335: 2297: 2240: 2149: 2045: 1725: 1570: 1515: 1499: 1468: 1452: 1421: 1405: 1225: 1188: 1120: 1084: 1047: 1007: 936: 753: 737: 657: 630: 580: 547: 543: 14: 10009: 8151:MathWorld: Levi-Civita Connection 8126: 7009:, so that the metric (in complex 5797:. It follows that a vector field 897:Every pseudo-Riemannian manifold 6723:, in local coordinates given by 6660:is the gradient vector field of 6369:The equation (1) above follows. 6060:defines an affine connection on 5882: 5651: 5567: 4987: 4873:{\displaystyle {\dot {\gamma }}} 3660:is compatible with a metric iff 2941:{\displaystyle \Gamma _{jk}^{l}} 204: 8047: 8032: 8017: 7942:"Reine Infinitesimal geometrie" 7173:{\displaystyle dz\,d{\bar {z}}} 6172: 5870: 8512:Differentiable/Smooth manifold 8028:. Springer-Verlag. p. 22. 7982: 7933: 7915: 7893: 7866: 7844: 7815: 7773: 7673: 7617: 7610: 7578: 7569: 7557: 7550: 7532: 7523: 7517: 7461: 7428: 7354: 7348: 7319: 7310: 7298: 7291: 7273: 7241: 7235: 7217: 7205: 7199: 7164: 7116: 7109: 7091: 7083: 7031: 6987: 6984: 6972: 6966: 6957: 6938: 6926: 6920: 6911: 6905: 6896: 6865: 6859: 6833: 6821: 6759: 6743: 6647: 6641: 6597: 6591: 6567: 6555: 6543: 6537: 6525: 6519: 6433: 6343: 6337: 6328: 6322: 6293: 6287: 6261: 6255: 6179: 6173: 6150: 6144: 6041: 6035: 6026: 6020: 6008: 6005: 5999: 5993: 5974: 5968: 5845: 5839: 5532: 5505: 5494: 5469: 5426: 5401: 4838: 4832: 4815: 4809: 4766: 4760: 4685: 4679: 4196: 4170: 4154: 4112: 3919: 3875: 3866: 3822: 3813: 3777: 3768: 3732: 3716: 3690: 3564: 3547: 3469: 3456: 3358: 3345: 3255: 3242: 3202: 3179: 3146: 3123: 2707: 2698: 2686: 2683: 2674: 2652: 2643: 2621: 2590: 2578: 2559: 2537: 2528: 2506: 2482: 2460: 2448: 2436: 2430: 2424: 2415: 2406: 2397: 2384: 2360: 2331: 2322: 2293: 2284: 2275: 2249: 2236: 1975: 1966: 1954: 1951: 1942: 1933: 1921: 1918: 1909: 1900: 1888: 1885: 1869: 1857: 1831: 1819: 1793: 1781: 1743: 1721: 1687: 1678: 1666: 1663: 1654: 1645: 1633: 1630: 1621: 1612: 1600: 1597: 1588: 1566: 1533: 1495: 1486: 1448: 1439: 1401: 1385: 1373: 1347: 1335: 1309: 1297: 1237: 1215: 1206: 1184: 1168: 1156: 1096: 1074: 1065: 1043: 1034: 1022: 1019: 1003: 990: 978: 916: 904: 812: 800: 780: 768: 689:, i.e., for any vector fields 525: 519: 493: 461: 224: 212: 1: 9622:Exterior covariant derivative 9554:Tensor (intrinsic definition) 8066: 8043:. Academic Press. p. 61. 6229:, which is always 0. The map 5739:Example: the unit sphere in R 4636:its derivative is defined by 878:compatibility with the metric 448:defines a smooth function on 9647:Raising and lowering indices 8279:Raising and lowering indices 7483:With the Euclidean gradient 7040:{\displaystyle z,{\bar {z}}} 6846:is constant. In that case, 5916:the differential of the map 4283:As one checks by taking for 2164:{\displaystyle \nabla _{X}Y} 336:are smooth vector fields on 154:for the case of a space of 7: 9885:Gluon field strength tensor 9356: 9218:Classification of manifolds 8139:Encyclopedia of Mathematics 7699: 4315:, coordinate vector fields 2869:{\displaystyle \nabla _{j}} 263: 89:pseudo-Riemannian manifolds 10: 10014: 9696:Cartan formalism (physics) 9516:Penrose graphical notation 8300:Pseudo-Riemannian manifold 887: 672:{\displaystyle \nabla g=0} 282:pseudo-Riemannian manifold 173:, i.e., for the case of a 115:. Levi-Civita, along with 102: 27:pseudo-Riemannian geometry 9902: 9842: 9791: 9784: 9676: 9607: 9544: 9488: 9435: 9382: 9375: 9368:Glossary of tensor theory 9364: 9294:over commutative algebras 9251: 9210: 9143: 9040: 8936: 8883: 8874: 8710: 8633: 8572: 8492: 8429:Geometrization conjecture 8416: 8390: 8344: 8313: 8209: 8110:. John Wiley & Sons. 7947:Mathematische Zeitschrift 9998:Connection (mathematics) 9952:Gregorio Ricci-Curbastro 9824:Riemann curvature tensor 9531:Van der Waerden notation 9010:Riemann curvature tensor 8134:"Levi-Civita connection" 8039:Barrett O'Neill (1983). 7711: 7011:Fubini–Study coordinates 7007:stereographic projection 6716:{\displaystyle d\gamma } 6066:with vanishing torsion. 1133:preserves the metric as 433:on the manifold so that 312:pseudo-Riemannian metric 117:Gregorio Ricci-Curbastro 9922:Elwin Bruno Christoffel 9855:Angular momentum tensor 9526:Tetrad (index notation) 9496:Abstract index notation 8058:. Springer. p. 58. 7801:10.1515/crll.1869.70.46 6673:{\displaystyle \gamma } 5773:. The tangent space to 4594:, sometimes denoted by 3653:{\displaystyle \nabla } 3055:{\displaystyle \nabla } 2961:{\displaystyle \nabla } 2750:{\displaystyle \nabla } 2051:{\displaystyle \nabla } 1126:{\displaystyle \nabla } 942:{\displaystyle \nabla } 648:it preserves the metric 636:{\displaystyle \nabla } 427:is taken at all points 113:Elwin Bruno Christoffel 9736:Levi-Civita connection 8802:Manifold with boundary 8517:Differential structure 8439:Uniformization theorem 8372:Nash embedding theorem 8305:Riemannian volume form 8264:Levi-Civita connection 8161:Levi-Civita connection 7940:Weyl, Hermann (1918). 7901:Schouten, Jan Arnoldus 7706:Weitzenböck connection 7690: 7624: 7477: 7361: 7248: 7174: 7135: 7041: 6997: 6840: 6839:{\displaystyle g(Y,Y)} 6805: 6776: 6717: 6694: 6680:i.e. the vector field 6674: 6654: 6607: 6462: 6410: 6363: 6189: 6054: 5898: 5714: 5640: 5548: 5352: 5273: 5192: 5130: 5019: 4935: 4874: 4845: 4773: 4700: 4586:Derivative along curve 4576: 4575:{\displaystyle g_{kl}} 4546: 4545:{\displaystyle g^{ij}} 4513: 4362: 4309: 4271: 4218:i.e., if and only if 4209: 4043: 3926: 3654: 3631: 3528: 3056: 3033: 2962: 2942: 2904: 2870: 2843: 2797: 2751: 2717: 2604: 2489: 2367: 2217: 2197: 2165: 2135: 2115: 2095: 2075: 2052: 2032: 2012: 1989: 1694: 1540: 1268: 1244: 1127: 1103: 943: 923: 866: 846: 819: 787: 723: 703: 673: 637: 596: 500: 244: 39:Levi-Civita connection 9962:Jan Arnoldus Schouten 9917:Augustin-Louis Cauchy 9397:Differential geometry 8163:at the Manifold Atlas 8122:See Volume I pag. 158 8054:Arthur Besse (1987). 7781:Christoffel, Elwin B. 7691: 7625: 7478: 7362: 7249: 7175: 7136: 7042: 6998: 6841: 6806: 6777: 6718: 6695: 6675: 6655: 6608: 6463: 6411: 6364: 6190: 6055: 5899: 5809:can be seen as a map 5715: 5641: 5549: 5353: 5274: 5193: 5131: 5020: 4936: 4875: 4846: 4774: 4701: 4603:Given a smooth curve 4577: 4547: 4514: 4363: 4310: 4308:{\displaystyle X,Y,Z} 4272: 4210: 4052:An affine connection 4044: 3935:i.e., if and only if 3927: 3655: 3640:An affine connection 3632: 3529: 3057: 3034: 2963: 2943: 2905: 2871: 2844: 2798: 2752: 2718: 2605: 2490: 2368: 2218: 2198: 2196:{\displaystyle X,Y,Z} 2166: 2136: 2116: 2096: 2076: 2053: 2033: 2013: 1990: 1695: 1541: 1269: 1245: 1128: 1104: 944: 924: 922:{\displaystyle (M,g)} 867: 847: 820: 788: 724: 704: 674: 638: 597: 501: 254:Jan Arnoldus Schouten 245: 9937:Carl Friedrich Gauss 9870:stress–energy tensor 9865:Cauchy stress tensor 9617:Covariant derivative 9579:Antisymmetric tensor 9511:Multi-index notation 8949:Covariant derivative 8500:Topological manifold 8362:Gauss–Bonnet theorem 8269:Covariant derivative 8100:Kobayashi, Shoshichi 7634: 7487: 7371: 7258: 7184: 7145: 7051: 7016: 6850: 6815: 6786: 6727: 6704: 6684: 6664: 6617: 6472: 6424: 6400: 6239: 6111: 5942: 5827: 5662: 5578: 5363: 5284: 5205: 5140: 5036: 4982: 4887: 4855: 4789: 4745: 4643: 4556: 4526: 4375: 4319: 4287: 4225: 4063: 4056:is torsion free iff 3942: 3667: 3644: 3544: 3069: 3046: 2975: 2952: 2917: 2880: 2853: 2807: 2761: 2741: 2615: 2500: 2378: 2230: 2207: 2175: 2145: 2125: 2105: 2085: 2065: 2042: 2022: 2002: 1715: 1557: 1281: 1258: 1140: 1117: 962: 933: 901: 856: 836: 797: 733: 713: 693: 654: 627: 610:summation convention 513: 458: 186: 180:intrinsic derivative 93:covariant derivative 9993:Riemannian geometry 9814:Nonmetricity tensor 9669:(2nd-order tensors) 9637:Hodge star operator 9627:Exterior derivative 9476:Transport phenomena 9461:Continuum mechanics 9417:Multilinear algebra 8983:Exterior derivative 8585:Atiyah–Singer index 8534:Riemannian manifold 8434:Poincaré conjecture 8295:Riemannian manifold 8283:Musical isomorphism 8198:Riemannian geometry 8074:Boothby, William M. 8024:John M Lee (2018). 7992:Riemannian geometry 7960:1918MatZ....2..384W 7887:1906KNAB....9..116B 7729:Levi-Civita, Tullio 5936: —  4717:pullback connection 4395: 4266: 4245: 4153: 4132: 4022: 3988: 3908: 3842: 3616: 3502: 3401: 3018: 2937: 2912:Christoffel symbols 2733:Christoffel symbols 1254:By the symmetry of 506:, the action reads 175:Riemannian manifold 97:Christoffel symbols 31:Lorentzian geometry 29:(in particular the 9947:Tullio Levi-Civita 9890:Metric tensor (GR) 9804:Levi-Civita symbol 9657:Tensor contraction 9471:General relativity 9407:Euclidean geometry 9289:Secondary calculus 9243:Singularity theory 9198:Parallel transport 8966:De Rham cohomology 8605:Generalized Stokes 8424:General relativity 8367:Hopf–Rinow theorem 8314:Types of manifolds 8290:Parallel transport 8084:. Academic Press. 8056:Einstein manifolds 7968:10.1007/bf01199420 7751:10.1007/BF03014898 7686: 7620: 7473: 7357: 7244: 7170: 7131: 7037: 6993: 6836: 6801: 6772: 6713: 6690: 6670: 6650: 6603: 6458: 6406: 6359: 6185: 6072: 6050: 5934: 5823:, which satisfies 5710: 5636: 5544: 5348: 5269: 5188: 5126: 5015: 4962:parallel transport 4956:Parallel transport 4931: 4870: 4841: 4769: 4696: 4572: 4542: 4509: 4409: 4378: 4358: 4305: 4267: 4249: 4228: 4205: 4136: 4115: 4039: 4005: 3971: 3922: 3891: 3825: 3650: 3627: 3599: 3524: 3522: 3485: 3384: 3052: 3029: 3001: 2958: 2938: 2920: 2900: 2866: 2839: 2793: 2747: 2713: 2600: 2485: 2363: 2213: 2203:and all functions 2193: 2161: 2131: 2111: 2091: 2071: 2048: 2028: 2008: 1985: 1759: 1690: 1536: 1264: 1240: 1123: 1099: 939: 919: 862: 842: 815: 783: 719: 699: 669: 633: 592: 496: 240: 156:constant curvature 148:parallel transport 121:parallel transport 109:Tullio Levi-Civita 35:general relativity 9980: 9979: 9942:Hermann Grassmann 9898: 9897: 9850:Moment of inertia 9711:Differential form 9686:Affine connection 9501:Einstein notation 9484: 9483: 9412:Exterior calculus 9392:Coordinate system 9324: 9323: 9206: 9205: 8971:Differential form 8625:Whitney embedding 8559:Differential form 8447: 8446: 7852:Brouwer, L. E. J. 7676: 7647: 7613: 7581: 7553: 7468: 7464: 7431: 7384: 7351: 7322: 7294: 7238: 7167: 7126: 7112: 7086: 7034: 6969: 6952: 6923: 6878: 6862: 6798: 6693:{\displaystyle g} 6485: 6436: 6409:{\displaystyle g} 6201:that sends every 6195:Consider the map 6070: 5932: 5542: 5461: 5346: 5267: 5266: 5027:polar coordinates 4922: 4867: 4829: 4806: 4757: 4676: 4408: 2216:{\displaystyle f} 2134:{\displaystyle g} 2114:{\displaystyle Z} 2094:{\displaystyle Y} 2074:{\displaystyle X} 2031:{\displaystyle g} 2011:{\displaystyle Z} 1758: 1267:{\displaystyle g} 865:{\displaystyle Y} 845:{\displaystyle X} 722:{\displaystyle Y} 702:{\displaystyle X} 622:affine connection 616:Formal definition 561: 83:In the theory of 67:Riemannian metric 55:affine connection 43:affine connection 10005: 9957:Bernhard Riemann 9789: 9788: 9632:Exterior product 9599:Two-point tensor 9584:Symmetric tensor 9466:Electromagnetism 9380: 9379: 9351: 9344: 9337: 9328: 9327: 9316:Stratified space 9274:Fréchet manifold 8988:Interior product 8881: 8880: 8578: 8474: 8467: 8460: 8451: 8450: 8191: 8184: 8177: 8168: 8167: 8147: 8121: 8095: 8083: 8060: 8059: 8051: 8045: 8044: 8036: 8030: 8029: 8021: 8015: 8014: 7986: 7980: 7979: 7954:(3–4): 384–411. 7937: 7931: 7930: 7919: 7913: 7912: 7897: 7891: 7890: 7870: 7864: 7863: 7848: 7842: 7841: 7819: 7813: 7812: 7777: 7771: 7770: 7725: 7695: 7693: 7692: 7687: 7679: 7678: 7677: 7669: 7662: 7661: 7660: 7659: 7649: 7648: 7640: 7629: 7627: 7626: 7621: 7616: 7615: 7614: 7606: 7593: 7592: 7583: 7582: 7574: 7568: 7567: 7555: 7554: 7546: 7516: 7515: 7504: 7482: 7480: 7479: 7474: 7469: 7467: 7466: 7465: 7457: 7444: 7443: 7442: 7433: 7432: 7424: 7417: 7409: 7408: 7399: 7398: 7397: 7396: 7386: 7385: 7377: 7366: 7364: 7363: 7358: 7353: 7352: 7344: 7324: 7323: 7315: 7309: 7308: 7296: 7295: 7287: 7253: 7251: 7250: 7245: 7240: 7239: 7231: 7179: 7177: 7176: 7171: 7169: 7168: 7160: 7140: 7138: 7137: 7132: 7127: 7125: 7124: 7123: 7114: 7113: 7105: 7089: 7088: 7087: 7079: 7061: 7046: 7044: 7043: 7038: 7036: 7035: 7027: 7002: 7000: 6999: 6994: 6971: 6970: 6962: 6953: 6945: 6925: 6924: 6916: 6886: 6885: 6880: 6879: 6871: 6864: 6863: 6855: 6845: 6843: 6842: 6837: 6810: 6808: 6807: 6802: 6800: 6799: 6791: 6781: 6779: 6778: 6773: 6771: 6770: 6755: 6754: 6742: 6741: 6722: 6720: 6719: 6714: 6699: 6697: 6696: 6691: 6679: 6677: 6676: 6671: 6659: 6657: 6656: 6651: 6640: 6639: 6634: 6612: 6610: 6609: 6604: 6590: 6589: 6584: 6509: 6508: 6493: 6492: 6487: 6486: 6478: 6467: 6465: 6464: 6459: 6454: 6453: 6438: 6437: 6429: 6415: 6413: 6412: 6407: 6387: 6381: 6368: 6366: 6365: 6360: 6352: 6351: 6318: 6317: 6308: 6307: 6283: 6282: 6273: 6272: 6251: 6250: 6234: 6228: 6212: 6206: 6200: 6194: 6192: 6191: 6186: 6165: 6164: 6143: 6139: 6135: 6134: 6120: 6119: 6107: 6101: 6095: 6088: 6077: 6065: 6059: 6057: 6056: 6051: 5989: 5988: 5967: 5963: 5959: 5958: 5937: 5928:. Then we have: 5927: 5921: 5915: 5903: 5901: 5900: 5895: 5891: 5890: 5885: 5860: 5859: 5835: 5834: 5822: 5808: 5802: 5796: 5790: 5784: 5778: 5772: 5762: 5756: 5746: 5719: 5717: 5716: 5711: 5709: 5708: 5693: 5692: 5677: 5676: 5655: 5645: 5643: 5642: 5637: 5635: 5634: 5622: 5621: 5609: 5608: 5593: 5592: 5571: 5553: 5551: 5550: 5545: 5543: 5541: 5540: 5539: 5530: 5529: 5517: 5516: 5503: 5502: 5501: 5467: 5462: 5460: 5459: 5458: 5446: 5445: 5435: 5434: 5433: 5399: 5394: 5393: 5378: 5377: 5357: 5355: 5354: 5349: 5347: 5345: 5344: 5343: 5331: 5330: 5320: 5297: 5278: 5276: 5275: 5270: 5268: 5265: 5264: 5252: 5251: 5242: 5241: 5218: 5197: 5195: 5194: 5189: 5187: 5186: 5171: 5170: 5155: 5154: 5135: 5133: 5132: 5127: 5125: 5124: 5112: 5111: 5099: 5098: 5083: 5082: 5067: 5066: 5051: 5050: 5031:Euclidean metric 5024: 5022: 5021: 5016: 4996: 4995: 4990: 4940: 4938: 4937: 4932: 4924: 4923: 4915: 4912: 4908: 4904: 4903: 4879: 4877: 4876: 4871: 4869: 4868: 4860: 4850: 4848: 4847: 4842: 4831: 4830: 4822: 4819: 4818: 4808: 4807: 4799: 4784: 4778: 4776: 4775: 4770: 4759: 4758: 4750: 4737: 4724: 4714: 4705: 4703: 4702: 4697: 4689: 4688: 4678: 4677: 4669: 4655: 4654: 4635: 4629: 4620: 4608: 4599: 4581: 4579: 4578: 4573: 4571: 4570: 4551: 4549: 4548: 4543: 4541: 4540: 4518: 4516: 4515: 4510: 4508: 4504: 4503: 4502: 4490: 4489: 4477: 4476: 4464: 4463: 4451: 4450: 4438: 4437: 4423: 4422: 4410: 4401: 4394: 4389: 4367: 4365: 4364: 4359: 4357: 4356: 4344: 4343: 4331: 4330: 4314: 4312: 4311: 4306: 4276: 4274: 4273: 4268: 4265: 4260: 4244: 4239: 4214: 4212: 4211: 4206: 4195: 4194: 4182: 4181: 4166: 4165: 4152: 4147: 4131: 4126: 4108: 4107: 4098: 4097: 4085: 4084: 4075: 4074: 4055: 4048: 4046: 4045: 4040: 4035: 4034: 4021: 4016: 4001: 4000: 3987: 3982: 3967: 3966: 3954: 3953: 3931: 3929: 3928: 3923: 3918: 3917: 3907: 3902: 3887: 3886: 3865: 3864: 3852: 3851: 3841: 3836: 3812: 3811: 3802: 3801: 3789: 3788: 3767: 3766: 3754: 3753: 3744: 3743: 3725: 3724: 3715: 3714: 3702: 3701: 3686: 3685: 3679: 3678: 3659: 3657: 3656: 3651: 3636: 3634: 3633: 3628: 3626: 3625: 3615: 3610: 3595: 3594: 3585: 3584: 3572: 3571: 3559: 3558: 3533: 3531: 3530: 3525: 3523: 3519: 3518: 3509: 3508: 3501: 3496: 3484: 3483: 3468: 3467: 3455: 3454: 3445: 3444: 3438: 3437: 3422: 3418: 3417: 3411: 3410: 3400: 3395: 3383: 3382: 3370: 3369: 3357: 3356: 3344: 3343: 3334: 3333: 3327: 3326: 3311: 3307: 3306: 3300: 3299: 3290: 3289: 3280: 3279: 3267: 3266: 3254: 3253: 3241: 3240: 3231: 3230: 3224: 3223: 3208: 3201: 3200: 3191: 3190: 3178: 3177: 3168: 3167: 3152: 3145: 3144: 3135: 3134: 3122: 3121: 3120: 3119: 3110: 3109: 3085: 3084: 3061: 3059: 3058: 3053: 3038: 3036: 3035: 3030: 3028: 3027: 3017: 3012: 2997: 2996: 2987: 2986: 2967: 2965: 2964: 2959: 2947: 2945: 2944: 2939: 2936: 2931: 2909: 2907: 2906: 2901: 2899: 2898: 2897: 2896: 2875: 2873: 2872: 2867: 2865: 2864: 2848: 2846: 2845: 2840: 2838: 2837: 2819: 2818: 2802: 2800: 2799: 2794: 2792: 2791: 2773: 2772: 2756: 2754: 2753: 2748: 2722: 2720: 2719: 2714: 2664: 2663: 2633: 2632: 2609: 2607: 2606: 2601: 2599: 2598: 2574: 2573: 2549: 2548: 2518: 2517: 2494: 2492: 2491: 2486: 2472: 2471: 2396: 2395: 2372: 2370: 2369: 2364: 2353: 2352: 2343: 2342: 2315: 2314: 2305: 2304: 2274: 2273: 2261: 2260: 2248: 2247: 2222: 2220: 2219: 2214: 2202: 2200: 2199: 2194: 2170: 2168: 2167: 2162: 2157: 2156: 2140: 2138: 2137: 2132: 2120: 2118: 2117: 2112: 2100: 2098: 2097: 2092: 2080: 2078: 2077: 2072: 2057: 2055: 2054: 2049: 2037: 2035: 2034: 2029: 2017: 2015: 2014: 2009: 1994: 1992: 1991: 1986: 1984: 1983: 1878: 1877: 1853: 1852: 1840: 1839: 1815: 1814: 1802: 1801: 1777: 1776: 1767: 1766: 1760: 1751: 1733: 1732: 1699: 1697: 1696: 1691: 1578: 1577: 1545: 1543: 1542: 1537: 1523: 1522: 1507: 1506: 1476: 1475: 1460: 1459: 1429: 1428: 1413: 1412: 1394: 1393: 1369: 1368: 1356: 1355: 1331: 1330: 1318: 1317: 1293: 1292: 1273: 1271: 1270: 1265: 1249: 1247: 1246: 1241: 1233: 1232: 1196: 1195: 1177: 1176: 1152: 1151: 1132: 1130: 1129: 1124: 1108: 1106: 1105: 1100: 1092: 1091: 1055: 1054: 1015: 1014: 999: 998: 974: 973: 948: 946: 945: 940: 928: 926: 925: 920: 871: 869: 868: 863: 851: 849: 848: 843: 824: 822: 821: 818:{\displaystyle } 816: 792: 790: 789: 784: 761: 760: 745: 744: 728: 726: 725: 720: 708: 706: 705: 700: 678: 676: 675: 670: 642: 640: 639: 634: 601: 599: 598: 593: 588: 587: 578: 577: 562: 560: 559: 558: 542: 540: 539: 505: 503: 502: 497: 492: 491: 473: 472: 453: 447: 432: 426: 406: 400: 390: 380: 370: 364: 351: 341: 335: 319: 309: 301: 291: 279: 249: 247: 246: 241: 236: 235: 231: 207: 198: 197: 146:to consider the 140:L. 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Index

Riemannian
pseudo-Riemannian geometry
Lorentzian geometry
general relativity
affine connection
tangent bundle
manifold
affine connection
preserves
pseudo-
Riemannian metric
torsion
fundamental theorem of Riemannian geometry
Riemannian
pseudo-Riemannian manifolds
covariant derivative
Christoffel symbols
Tullio Levi-Civita
Elwin Bruno Christoffel
Gregorio Ricci-Curbastro
parallel transport
curvature
holonomy
L. E. J. Brouwer
mathematician
parallel transport
vector
constant curvature
Levi-Civita
hypersurface

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