De diagonale metrische tensor, covariant en contravariant

Indien de covariante metrische tensor diagonaal is, is de contravariante metrische tensor dat dan ook?
Vergelijking
Dit is de covariante metrische tensor:
Vergelijking
Dat een tensor diagonaal is wil zeggen dat alle componenten, behalve die op de hoofddiagonaal, nul zijn:
Vergelijking
Deze pagina leerde ons hoe we covariante componenten kunnen omrekenen in contravariante componenten en vice versa:
Vergelijking
Vergelijking
Laten we dat dan maar eens gaan doen. Ik ga eerst van alle zestien covariante componenten de onderdeterminanten opschrijven:
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vervolgens ga ik de componenten uit de metrische tensor van vergelijking (2) invullen en de nul-termen laat ik gelijk weg:
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Dit is de determinant van de metrische tensor:
Vergelijking
Na invullen van de componenten uit de metrische tensor van vergelijking (2) blijft dit over:
Vergelijking
Omdat de onderdeterminanten van de componenten die niet op de hoofddiagonaal liggen nul zijn (zie de vergelijkingen (6)), zijn de contravariante componenten die niet op de hoofddiagonaal liggen ook nul (zoals uit vergelijking (3) volgt). De contravariante hoofddiagonaaltermen zijn:
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
De contravariante metrische tensor ziet er dus als volgt uit:
Vergelijking
Kortom, indien de covariante metrische tensor diagonaal is, dan is de contravariante metrische tensor dat ook. En omgekeerd geldt precies hetzelfde (want dat verandert in essentie niets aan al het voorgaande gereken):
Vergelijking
Ik heb hier telkens gesproken over de metrische tensor, maar dit hele verhaal geldt uiteraard voor iedere symmetrische tensor van de tweede rang.