n次元ベクトル空間Vの各ベクトル一つずつの実数を対応させる写像
α:V→R
のうち、Vの任意のベクトルu、vと任意の実数a、bに対して
α(au+bv)=a・α(u)+b・α(v)
となるαを、V上の線形汎関数、または一次形式という。
V上の線形汎関数の全体もベクトル空間をつくるので、それをV*と表し、これをVの双対空間という。
ここで、Vの元であるベクトルを反変ベクトル、V*の元であるベクトルを共変ベクトルという。
また、dim V=nならば、dim V*=nとなり、αは基底の一次結合によって表わされる。
では、V*の双対空間はどうなるのだろうか?実は、これはVとなる。
すなわち、V⇄V* (→は双対空間に移ることを表す。)
とりあえず、双対空間について僕が勉強したのはここまでです。
ちなみに、この概念が相対論とどのように結び付くかはまだ分かりません。
一応、参考文献は「一般相対論入門」(フォスター、ナイチンゲール) 「ベクトル解析30講」(志賀浩二)です。
何かコメントや補足などありましたらよろしくお願いします。