वक्ररेखीय निर्देशांक

ज्यामिति में, वक्रीय निर्देशांक यूक्लिडियन अंतरिक्ष के लिए एक समन्वय प्रणाली है जिसमें समन्वय रेखाएं घुमावदार हो सकती हैं। ये निर्देशांक प्रत्येक बिंदु पर उलटे परिवर्तन (एक-से-एक मानचित्र) का उपयोग करके कार्टेशियन निर्देशांक के एक सेट से प्राप्त किए जा सकते हैं। इसका मतलब यह है कि कोई कार्टेशियन समन्वय प्रणाली में दिए गए बिंदु को उसके वक्ररेखीय निर्देशांक और वापस में परिवर्तित कर सकता है। फ्रांसीसी गणितज्ञ गैब्रियल लैमे|लैमे द्वारा दिया गया वक्ररेखीय निर्देशांक नाम इस तथ्य से लिया गया है कि वक्ररेखीय प्रणालियों की निर्देशांक सतहें घुमावदार होती हैं।

त्रि-आयामी यूक्लिडियन अंतरिक्ष में वक्ररेखीय समन्वय प्रणालियों के प्रसिद्ध उदाहरण (आर3) बेलनाकार निर्देशांक प्रणाली और गोलाकार निर्देशांक निर्देशांक हैं। इस स्थान में एक कार्टेशियन समन्वय सतह एक समन्वय विमान है; उदाहरण के लिए z = 0 x-y समतल को परिभाषित करता है। उसी स्थान में, गोलाकार निर्देशांक में समन्वय सतह r = 1 एक इकाई गोले की सतह है, जो घुमावदार है। वक्रीय निर्देशांक की औपचारिकता मानक समन्वय प्रणालियों का एकीकृत और सामान्य विवरण प्रदान करती है।

वक्रीय निर्देशांक का उपयोग अक्सर भौतिक मात्राओं के स्थान या वितरण को परिभाषित करने के लिए किया जाता है, जो उदाहरण के लिए, स्केलर (गणित) एस, वेक्टर (ज्यामितीय) या टेन्सर  हो सकते हैं। स्केलर, वैक्टर और टेंसर के परिवर्तन नियमों के अनुसार,  वेक्टर कलन  और टेंसर विश्लेषण (जैसे कि  ग्रेडियेंट,  विचलन , कर्ल (गणित), और लाप्लासियन) में इन मात्राओं को शामिल करने वाले गणितीय अभिव्यक्तियों को एक समन्वय प्रणाली से दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है। ऐसी अभिव्यक्तियाँ किसी भी वक्ररेखीय समन्वय प्रणाली के लिए मान्य हो जाती हैं।

कुछ अनुप्रयोगों के लिए कार्टेशियन समन्वय प्रणाली की तुलना में एक वक्रीय समन्वय प्रणाली का उपयोग करना आसान हो सकता है। केंद्रीय बलों के प्रभाव में कणों की गति को आमतौर पर कार्टेशियन निर्देशांक की तुलना में गोलाकार निर्देशांक में हल करना आसान होता है; यह 'आर' में परिभाषित [[वृत्ताकार समरूपता]] वाली कई भौतिक समस्याओं के लिए सच है3. किसी विशेष वक्रीय समन्वय प्रणाली के लिए समन्वय सतहों का पालन करने वाली सीमा स्थितियों वाले समीकरणों को उस प्रणाली में हल करना आसान हो सकता है। जबकि कोई कार्टेशियन निर्देशांक का उपयोग करके एक आयताकार बॉक्स में एक कण की गति का वर्णन कर सकता है, गोलाकार निर्देशांक के साथ एक गोले में गति का वर्णन करना आसान है। गोलाकार निर्देशांक सबसे सामान्य वक्ररेखीय समन्वय प्रणालियाँ हैं और इनका उपयोग पृथ्वी विज्ञान, मानचित्रकला, क्वांटम यांत्रिकी, सापेक्षता के सिद्धांत और अभियांत्रिकी  में किया जाता है।

निर्देशांक, आधार और सदिश
[[File:Spherical coordinate elements.svg|thumb|upright=1.35|चित्र 2 - समन्वय सतहों, समन्वय रेखाओं और गोलाकार निर्देशांक के समन्वय अक्ष। सतहें: आर - गोले, θ - शंकु, φ - अर्ध-तल; रेखाएँ: आर - सीधी किरणें, θ - ऊर्ध्वाधर अर्धवृत्त, φ - क्षैतिज वृत्त;

अक्ष: आर - सीधी किरणें, θ - ऊर्ध्वाधर अर्धवृत्त की स्पर्शरेखा, φ - क्षैतिज वृत्त की स्पर्शरेखा]]अभी के लिए, त्रि-आयामी अंतरिक्ष|3-डी स्थान पर विचार करें। 3-डी स्पेस में एक बिंदु पी (या इसकी स्थिति वेक्टर 'आर') को कार्टेशियन निर्देशांक (एक्स, वाई, जेड) का उपयोग करके परिभाषित किया जा सकता है [समकक्ष रूप से लिखा गया है (एक्स)1, एक्स2, एक्स3)], द्वारा $$\mathbf{r} = x \mathbf{e}_x + y\mathbf{e}_y + z\mathbf{e}_z$$, कहां ईx, यह हैy, यह हैz मानक आधार वैक्टर हैं।

इसे इसके 'वक्ररेखीय निर्देशांक' (q) द्वारा भी परिभाषित किया जा सकता है1, प्र2, प्र3) यदि संख्याओं का यह त्रिक एक बिंदु को स्पष्ट तरीके से परिभाषित करता है। फिर निर्देशांक के बीच का संबंध व्युत्क्रमणीय परिवर्तन फलन द्वारा दिया जाता है:


 * $$ x = f^1(q^1, q^2, q^3),\, y = f^2(q^1, q^2, q^3),\, z = f^3(q^1, q^2, q^3)$$
 * $$ q^1 = g^1(x,y,z),\, q^2 = g^2(x,y,z),\, q^3 = g^3(x,y,z)$$

सतहें q1 = स्थिरांक, q2 = स्थिरांक, q3 = स्थिरांक को निर्देशांक सतहें कहा जाता है; और जोड़े में उनके प्रतिच्छेदन से बनने वाले अंतरिक्ष वक्रों को निर्देशांक वक्र कहा जाता है। निर्देशांक अक्षों का निर्धारण तीन सतहों के प्रतिच्छेदन पर समन्वय वक्रों की स्पर्शरेखाओं द्वारा किया जाता है। वे अंतरिक्ष में सामान्य रूप से निश्चित दिशाओं में नहीं हैं, जो कि सरल कार्टेशियन निर्देशांक के मामले में होता है, और इस प्रकार वक्रीय निर्देशांक के लिए आम तौर पर कोई प्राकृतिक वैश्विक आधार नहीं होता है।

कार्टेशियन प्रणाली में, मानक आधार वैक्टर को स्थानीय समन्वय के संबंध में बिंदु पी के स्थान के व्युत्पन्न से प्राप्त किया जा सकता है।


 * $$\mathbf{e}_x = \dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial x}; \;

\mathbf{e}_y = \dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial y}; \; \mathbf{e}_z = \dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial z}.$$ बिंदु P पर स्थानीय रूप से समान व्युत्पन्न को वक्ररेखीय प्रणाली में लागू करना प्राकृतिक आधार वैक्टर को परिभाषित करता है:


 * $$\mathbf{h}_1 = \dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial q^1}; \;

\mathbf{h}_2 = \dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial q^2}; \; \mathbf{h}_3 = \dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial q^3}.$$ ऐसा आधार, जिसके सदिश एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर अपनी दिशा और/या परिमाण बदलते हैं, स्थानीय आधार कहलाता है। वक्ररेखीय निर्देशांक से जुड़े सभी आधार आवश्यक रूप से स्थानीय हैं। आधार वैक्टर जो सभी बिंदुओं पर समान होते हैं, वैश्विक आधार होते हैं, और केवल रैखिक या एफ़िन समन्वय प्रणालियों से जुड़े हो सकते हैं।

इस लेख के लिए ई मानक आधार (कार्टेशियन) के लिए आरक्षित है और एच या बी वक्ररेखीय आधार के लिए है।

इनमें इकाई लंबाई नहीं हो सकती है, और ऑर्थोगोनल भी नहीं हो सकते हैं। इस मामले में कि वे उन सभी बिंदुओं पर ऑर्थोगोनल हैं जहां डेरिवेटिव अच्छी तरह से परिभाषित हैं, हम #लैमे गुणांक से संबंध को परिभाषित करते हैं|लैमे गुणांक (गेब्रियल लेमे के बाद) द्वारा


 * $$h_1 = |\mathbf{h}_1|; \; h_2 = |\mathbf{h}_2|; \; h_3 = |\mathbf{h}_3|$$

और वक्ररेखीय ऑर्थोनॉर्मल आधार वैक्टर द्वारा


 * $$\mathbf{b}_1 = \dfrac{\mathbf{h}_1}{h_1}; \;

\mathbf{b}_2 = \dfrac{\mathbf{h}_2}{h_2}; \; \mathbf{b}_3 = \dfrac{\mathbf{h}_3}{h_3}.$$ ये आधार वैक्टर पी की स्थिति पर निर्भर हो सकते हैं; इसलिए यह आवश्यक है कि उन्हें किसी क्षेत्र में स्थिर न माना जाए। (वे तकनीकी रूप से स्पर्शरेखा बंडल के लिए एक आधार बनाते हैं $$\mathbb{R}^3$$ P पर, और इसलिए P के स्थानीय हैं।)

सामान्य तौर पर, वक्रीय निर्देशांक प्राकृतिक आधार वैक्टर 'एच' की अनुमति देते हैंi सभी एक दूसरे के परस्पर लंबवत नहीं हैं, और इकाई लंबाई के होने की आवश्यकता नहीं है: वे मनमाने ढंग से परिमाण और दिशा के हो सकते हैं। ऑर्थोगोनल आधार का उपयोग गैर-ऑर्थोगोनल की तुलना में वेक्टर जोड़-तोड़ को सरल बनाता है। हालाँकि, भौतिकी और इंजीनियरिंग के कुछ क्षेत्रों, विशेष रूप से द्रव यांत्रिकी और सातत्य यांत्रिकी, को भौतिक मात्राओं की जटिल दिशात्मक निर्भरता को ध्यान में रखते हुए विकृतियों और द्रव परिवहन का वर्णन करने के लिए गैर-ऑर्थोगोनल आधारों की आवश्यकता होती है। सामान्य मामले की चर्चा इस पृष्ठ पर बाद में दिखाई देती है।

विभेदक तत्व
ऑर्थोगोनल वक्रीय निर्देशांक में, चूँकि r में कुल अंतर परिवर्तन होता है


 * $$d\mathbf{r}=\dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial q^1}dq^1 + \dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial q^2}dq^2 + \dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial q^3}dq^3 = h_1 dq^1 \mathbf{b}_1 + h_2 dq^2 \mathbf{b}_2 + h_3 dq^3 \mathbf{b}_3 $$

तो पैमाने के कारक हैं $$h_i = \left|\frac{\partial\mathbf{r}}{\partial q^i}\right|$$ गैर-ऑर्थोगोनल निर्देशांक में की लंबाई $$d\mathbf{r}= dq^1 \mathbf{h}_1 + dq^2 \mathbf{h}_2 + dq^3 \mathbf{h}_3 $$ का धनात्मक वर्गमूल है $$d\mathbf{r} \cdot d\mathbf{r} = dq^i dq^j \mathbf{h}_i \cdot \mathbf{h}_j $$ (आइंस्टीन सारांश सम्मेलन के साथ)। छह स्वतंत्र अदिश उत्पाद जीij='ह'i।एचj प्राकृतिक आधार वैक्टर ऑर्थोगोनल निर्देशांक के लिए ऊपर परिभाषित तीन पैमाने के कारकों को सामान्यीकृत करते हैं। नौ जीijमीट्रिक टेंसर के घटक हैं, जिसमें ऑर्थोगोनल निर्देशांक में केवल तीन गैर शून्य घटक होते हैं: जी11=एच1h1, जी22=एच2h2, जी33=एच3h3.

सहपरिवर्ती और प्रतिपरिवर्ती आधार
[[File:Vector 1-form.svg|upright=1.5|thumb| एक वेक्टर v ( red ) द्वारा दर्शाया गया है

• एक वेक्टर आधार (पीला, बाएँ: e1, यह है2, यह है3), वक्रों का समन्वय करने के लिए स्पर्शरेखा सदिश (काला) और

• एक कोवेक्टर आधार या कोबासिस ( blue, दाएं: e1, और2, और3), सतहों के समन्वय के लिए सामान्य वेक्टर ( ग्रे )

सामान्य में (जरूरी नहीं कि ओर्थोगोनल निर्देशांक) वक्ररेखीय निर्देशांक (q1, प्र2, प्र3). जब तक समन्वय प्रणाली ऑर्थोगोनल न हो, आधार और कोबासिस मेल नहीं खाते। ]]स्थानिक ग्रेडिएंट, दूरियां, समय व्युत्पन्न और पैमाने के कारक एक समन्वय प्रणाली के भीतर आधार वैक्टर के दो समूहों द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं:


 * 1) आधार वेक्टर जो स्थानीय रूप से उनके संबंधित समन्वय पथरेखा के स्पर्शरेखा हैं: $$\mathbf{b}_i=\dfrac{\partial\mathbf{r}}{\partial q^i}$$ सदिशों के सहप्रसरण और प्रतिप्रसरण हैं (निचले सूचकांकों द्वारा निरूपित), और
 * 2) आधार वेक्टर जो अन्य निर्देशांकों द्वारा निर्मित आइसोसतह के लिए स्थानीय रूप से सामान्य हैं: $$\mathbf{b}^i=\nabla q^i $$ सदिशों के सहप्रसरण और प्रतिप्रसरण हैं (उभरे हुए सूचकांकों द्वारा निरूपित), ∇ डेल रैखिक संचालिका है।

ध्यान दें कि, आइंस्टीन के योग परिपाटी के कारण, सदिशों के सूचकांकों की स्थिति निर्देशांकों के विपरीत है।

नतीजतन, एक सामान्य वक्ररेखीय समन्वय प्रणाली में प्रत्येक बिंदु के लिए आधार वैक्टर के दो सेट होते हैं: {बी1, बी2, बी3} विरोधाभासी आधार है, और {बी1, बी2, बी3} सहसंयोजक (a.k.a. पारस्परिक) आधार है। सहसंयोजक और विरोधाभासी आधार वैक्टर प्रकारों में ऑर्थोगोनल वक्ररेखीय समन्वय प्रणालियों के लिए समान दिशा होती है, लेकिन हमेशा की तरह एक दूसरे के संबंध में उलटी इकाइयाँ होती हैं।

निम्नलिखित महत्वपूर्ण समानता पर ध्यान दें: $$ \mathbf{b}^i\cdot\mathbf{b}_j = \delta^i_j $$ जिसमें $$ \delta^i_j $$ क्रोनकर डेल्टा को दर्शाता है#क्रोनकर डेल्टा का सामान्यीकरण।

$$

एक वेक्टर v को किसी भी आधार पर निर्दिष्ट किया जा सकता है, अर्थात,


 * $$ \mathbf{v} = v^1\mathbf{b}_1 + v^2\mathbf{b}_2 + v^3\mathbf{b}_3 = v_1\mathbf{b}^1 + v_2\mathbf{b}^2 + v_3\mathbf{b}^3 $$

आइंस्टीन सारांश सम्मेलन का उपयोग करते हुए, आधार वैक्टर घटकों से संबंधित होते हैं
 * $$ \mathbf{v}\cdot\mathbf{b}^i = v^k\mathbf{b}_k\cdot\mathbf{b}^i = v^k\delta^i_k = v^i $$
 * $$ \mathbf{v}\cdot\mathbf{b}_i = v_k\mathbf{b}^k\cdot\mathbf{b}_i = v_k\delta_i^k = v_i $$

और
 * $$ \mathbf{v}\cdot\mathbf{b}_i = v^k\mathbf{b}_k\cdot\mathbf{b}_i = g_{ki}v^k $$
 * $$ \mathbf{v}\cdot\mathbf{b}^i = v_k\mathbf{b}^k\cdot\mathbf{b}^i = g^{ki}v_k $$

जहां g मीट्रिक टेंसर है (नीचे देखें)।

एक वेक्टर को सहसंयोजक निर्देशांक (निचले सूचकांक, लिखित वी) के साथ निर्दिष्ट किया जा सकता हैk) या विरोधाभासी निर्देशांक (उठाए गए सूचकांक, लिखित वीक). उपरोक्त वेक्टर योगों से, यह देखा जा सकता है कि कॉन्ट्रावेरिएंट निर्देशांक सहसंयोजक आधार वैक्टर से जुड़े होते हैं, और सहसंयोजक निर्देशांक कॉन्ट्रावेरिएंट आधार वैक्टर से जुड़े होते हैं।

अनुक्रमित घटकों और आधार वैक्टर के संदर्भ में वैक्टर और टेंसर के प्रतिनिधित्व की एक प्रमुख विशेषता इस अर्थ में अपरिवर्तनीयता है कि वेक्टर घटक जो सहसंयोजक तरीके (या विरोधाभासी तरीके) में बदलते हैं, उन्हें आधार वैक्टर के साथ जोड़ा जाता है जो विरोधाभासी तरीके से बदलते हैं (या सहसंयोजक तरीके से)।

एक आयाम में सहसंयोजक आधार का निर्माण
चित्र 3 में दिखाए गए एक-आयामी वक्र पर विचार करें। बिंदु P पर, मूल बिंदु (गणित) के रूप में लिया गया, x कार्टेशियन निर्देशांक में से एक है, और q1वक्ररेखीय निर्देशांकों में से एक है। स्थानीय (गैर-इकाई) आधार वेक्टर बी है1 (नोट एच1 ऊपर, यूनिट वैक्टर के लिए बी आरक्षित है) और यह क्यू पर बनाया गया है1 अक्ष जो बिंदु P पर उस समन्वय रेखा की स्पर्शरेखा है। अक्ष q1और इस प्रकार वेक्टर बी1 एक कोण बनाएं $$\alpha$$ कार्टेशियन x अक्ष और कार्टेशियन आधार वेक्टर 'ई' के साथ1.

इसे त्रिभुज PAB से देखा जा सकता है
 * $$ \cos \alpha = \cfrac{|\mathbf{e}_1|}{|\mathbf{b}_1|} \quad \Rightarrow \quad |\mathbf{e}_1| = |\mathbf{b}_1|\cos \alpha$$

कहाँ |इ1|, |बी1| दो आधार सदिशों के परिमाण हैं, अर्थात्, अदिश अंतःखंड पीबी और पीए। पीए भी 'बी' का प्रक्षेपण है1 एक्स अक्ष पर.

हालाँकि, दिशात्मक कोसाइन का उपयोग करके आधार वेक्टर परिवर्तनों के लिए यह विधि निम्नलिखित कारणों से वक्रीय निर्देशांक पर लागू नहीं है:
 * 1) P से दूरी बढ़ाने पर वक्र रेखा q के बीच का कोण बनता है1 और कार्तीय अक्ष x से तेजी से विचलन हो रहा है $$\alpha$$.
 * 2) दूरी PB पर सच्चा कोण वह है जो 'बिंदु C पर' स्पर्शरेखा x अक्ष के साथ बनाती है और बाद वाला कोण स्पष्ट रूप से भिन्न होता है $$\alpha$$.

वे कोण जो q1रेखा और वह अक्ष x अक्ष के साथ बनता है, मान में करीब हो जाता है, बिंदु P की ओर जितना करीब जाता है और P पर बिल्कुल बराबर हो जाता है।

मान लीजिए कि बिंदु E, P के बहुत करीब स्थित है, इतना करीब कि दूरी PE अनंत रूप से छोटी है। फिर पीई को क्यू पर मापा गया1 अक्ष लगभग q पर मापे गए PE से मेल खाता है1लाइन. साथ ही, अनुपात पीडी/पीई (पीडी एक्स अक्ष पर पीई का प्रक्षेपण है) लगभग बिल्कुल बराबर हो जाता है $$\cos\alpha$$.

मान लीजिए कि अत्यंत छोटे अंतःखंड PD और PE को क्रमशः dx और dq के रूप में लेबल किया गया है1. तब
 * $$\cos \alpha = \cfrac{dx}{dq^1} = \frac{|\mathbf{e}_1|}{|\mathbf{b}_1|}$$.

इस प्रकार, दिशात्मक कोसाइन को असीम रूप से छोटे समन्वय अंतःखंडों के बीच अधिक सटीक अनुपात के साथ परिवर्तनों में प्रतिस्थापित किया जा सकता है। यह इस प्रकार है कि बी का घटक (प्रक्षेपण)।1 x अक्ष पर है


 * $$p^1 = \mathbf{b}_1\cdot\cfrac{\mathbf{e}_1}{|\mathbf{e}_1|} = |\mathbf{b}_1|\cfrac{|\mathbf{e}_1|}{|\mathbf{e}_1|}\cos\alpha = |\mathbf{b}_1|\cfrac{dx}{dq^1} \quad \Rightarrow \quad \cfrac{p^1}{|\mathbf{b}_1|} = \cfrac{dx}{dq^1}$$.

यदि प्रमैं = क्यूमैं(x1, एक्स2, एक्स3) और एक्सi= एक्सi(क्यू1, प्र2, प्र3) सुचारू कार्य (लगातार अलग-अलग होने योग्य) फ़ंक्शन हैं, परिवर्तन अनुपात को इस प्रकार लिखा जा सकता है $$\cfrac{\partial q^i}{\partial x_j}$$ और $$\cfrac{\partial x_i}{\partial q^j}$$. अर्थात्, वे अनुपात दूसरे सिस्टम से संबंधित निर्देशांक के संबंध में एक प्रणाली से संबंधित निर्देशांक के आंशिक व्युत्पन्न हैं।

तीन आयामों में सहसंयोजक आधार का निर्माण
अन्य 2 आयामों में निर्देशांक के लिए भी ऐसा ही करना, बी1 इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

\mathbf{b}_1 = p^1\mathbf{e}_1 + p^2\mathbf{e}_2 + p^3\mathbf{e}_3 = \cfrac{\partial x_1}{\partial q^1} \mathbf{e}_1 + \cfrac{\partial x_2}{\partial q^1} \mathbf{e}_2 + \cfrac{\partial x_3}{\partial q^1} \mathbf{e}_3 $$ इसी तरह के समीकरण बी के लिए भी लागू होते हैं2 और बी3 ताकि मानक आधार {ई1, यह है2, यह है3} स्थानीय (आदेशित और सामान्यीकृत) आधार पर परिवर्तित हो जाता है {बी1, बी2, बी3} समीकरणों की निम्नलिखित प्रणाली द्वारा:


 * $$\begin{align}

\mathbf{b}_1 & = \cfrac{\partial x_1}{\partial q^1} \mathbf{e}_1 + \cfrac{\partial x_2}{\partial q^1} \mathbf{e}_2 + \cfrac{\partial x_3}{\partial q^1} \mathbf{e}_3 \\ \mathbf{b}_2 & = \cfrac{\partial x_1}{\partial q^2} \mathbf{e}_1 + \cfrac{\partial x_2}{\partial q^2} \mathbf{e}_2 + \cfrac{\partial x_3}{\partial q^2} \mathbf{e}_3 \\ \mathbf{b}_3 & = \cfrac{\partial x_1}{\partial q^3} \mathbf{e}_1 + \cfrac{\partial x_2}{\partial q^3} \mathbf{e}_2 + \cfrac{\partial x_3}{\partial q^3} \mathbf{e}_3 \end{align}$$ अनुरूप तर्क द्वारा, कोई स्थानीय आधार से मानक आधार पर व्युत्क्रम परिवर्तन प्राप्त कर सकता है:
 * $$\begin{align}

\mathbf{e}_1 & = \cfrac{\partial q^1}{\partial x_1} \mathbf{b}_1 + \cfrac{\partial q^2}{\partial x_1} \mathbf{b}_2 + \cfrac{\partial q^3}{\partial x_1} \mathbf{b}_3 \\ \mathbf{e}_2 & = \cfrac{\partial q^1}{\partial x_2} \mathbf{b}_1 + \cfrac{\partial q^2}{\partial x_2} \mathbf{b}_2 + \cfrac{\partial q^3}{\partial x_2} \mathbf{b}_3 \\ \mathbf{e}_3 & = \cfrac{\partial q^1}{\partial x_3} \mathbf{b}_1 + \cfrac{\partial q^2}{\partial x_3} \mathbf{b}_2 + \cfrac{\partial q^3}{\partial x_3} \mathbf{b}_3 \end{align}$$

परिवर्तन का जैकोबियन
रैखिक समीकरणों की उपरोक्त प्रणालियों को आइंस्टीन योग सम्मेलन का उपयोग करके मैट्रिक्स रूप में लिखा जा सकता है
 * $$\cfrac{\partial x_i}{\partial q^k} \mathbf{e}_i = \mathbf{b}_k, \quad \cfrac{\partial q^i}{\partial x_k} \mathbf{b}_i = \mathbf{e}_k$$.

रैखिक प्रणाली का यह गुणांक मैट्रिक्स परिवर्तन का जैकोबियन मैट्रिक्स (और इसका व्युत्क्रम) है। ये वे समीकरण हैं जिनका उपयोग कार्टेशियन आधार को वक्रीय आधार में बदलने के लिए किया जा सकता है, और इसके विपरीत।

तीन आयामों में इन आव्यूहों के विस्तारित रूप हैं

\mathbf{J} = \begin{bmatrix} \cfrac{\partial x_1}{\partial q^1} & \cfrac{\partial x_1}{\partial q^2} & \cfrac{\partial x_1}{\partial q^3} \\ \cfrac{\partial x_2}{\partial q^1} & \cfrac{\partial x_2}{\partial q^2} & \cfrac{\partial x_2}{\partial q^3} \\ \cfrac{\partial x_3}{\partial q^1} & \cfrac{\partial x_3}{\partial q^2} & \cfrac{\partial x_3}{\partial q^3} \\ \end{bmatrix},\quad \mathbf{J}^{-1} = \begin{bmatrix} \cfrac{\partial q^1}{\partial x_1} & \cfrac{\partial q^1}{\partial x_2} & \cfrac{\partial q^1}{\partial x_3} \\ \cfrac{\partial q^2}{\partial x_1} & \cfrac{\partial q^2}{\partial x_2} & \cfrac{\partial q^2}{\partial x_3} \\ \cfrac{\partial q^3}{\partial x_1} & \cfrac{\partial q^3}{\partial x_2} & \cfrac{\partial q^3}{\partial x_3} \\ \end{bmatrix} $$ व्युत्क्रम परिवर्तन (द्वितीय समीकरण प्रणाली) में, अज्ञात वक्रीय आधार वैक्टर हैं। किसी भी विशिष्ट स्थान के लिए आधार वैक्टर का केवल एक और केवल एक सेट मौजूद हो सकता है (अन्यथा उस बिंदु पर आधार अच्छी तरह से परिभाषित नहीं है)। यह शर्त तभी संतुष्ट होती है जब समीकरण प्रणाली का एक ही समाधान हो। रैखिक बीजगणित में, एक रैखिक समीकरण प्रणाली का एक ही समाधान (गैर-तुच्छ) होता है, यदि इसके सिस्टम मैट्रिक्स का निर्धारक गैर-शून्य है:
 * $$ \det(\mathbf{J}^{-1}) \neq 0$$

जो व्युत्क्रम जैकोबियन निर्धारक से संबंधित उपरोक्त आवश्यकता के पीछे तर्क को दर्शाता है।

n आयामों का सामान्यीकरण
औपचारिकता किसी भी सीमित आयाम तक निम्नानुसार विस्तारित होती है।

वास्तविक संख्या यूक्लिडियन स्पेस एन-डायमेंशनल स्पेस पर विचार करें, जो 'आर' हैn = 'R' × 'R' × ... × 'R' (n बार) जहां 'R' वास्तविक संख्याओं का समुच्चय (गणित) है और × कार्टेशियन उत्पाद को दर्शाता है, जो एक सदिश स्थल है.

इस स्थान के निर्देशांक को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: 'x' = (x1, एक्स2,...,एक्सn). चूँकि यह एक सदिश (वेक्टर समष्टि का एक तत्व) है, इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है:


 * $$ \mathbf{x} = \sum_{i=1}^n x_i\mathbf{e}^i $$

कहां ई1 = (1,0,0...,0), और2 = (0,1,0...,0), और3 = (0,0,1...,0),...,औरn = (0,0,0...,1) अंतरिक्ष 'आर' के लिए वैक्टर का मानक आधार सेट हैn, और i = 1, 2,...n एक सूचकांक लेबलिंग घटक है। प्रत्येक वेक्टर के प्रत्येक आयाम (या अक्ष) में बिल्कुल एक घटक होता है और वे परस्पर ऑर्थोगोनल वेक्टर (लंबवत) और सामान्यीकृत होते हैं (इकाई वेक्टर होता है)।

अधिक सामान्यतः, हम आधार वैक्टर 'बी' को परिभाषित कर सकते हैंi ताकि वे q = (q पर निर्भर हों)1, क्यू2,...,क्यूn), यानी वे एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर बदलते हैं: 'बी'i = बीi(क्यू)। किस मामले में इस वैकल्पिक आधार के संदर्भ में एक ही बिंदु x को परिभाषित किया जाए: इस आधार के संबंध में समन्वय वेक्टर ''viयह आवश्यक रूप से 'x' पर भी निर्भर करता है, अर्थात vi= वीi('एक्स')। फिर इस स्थान में एक वेक्टर 'v', इन वैकल्पिक निर्देशांक और आधार वैक्टर के संबंध में, इस आधार में एक रैखिक संयोजन के रूप में विस्तारित किया जा सकता है (जिसका मतलब है कि प्रत्येक आधार को समन्वयित वेक्टर 'ई' से गुणा करना है)i एक संख्या द्वारा वीi - स्केलर गुणज):


 * $$ \mathbf{v} = \sum_{j=1}^n \bar{v}^j\mathbf{b}_j = \sum_{j=1}^n \bar{v}^j(\mathbf{q})\mathbf{b}_j(\mathbf{q}) $$

नए आधार में v का वर्णन करने वाला सदिश योग विभिन्न सदिशों से बना है, हालाँकि योग वही रहता है।

निर्देशांक का परिवर्तन
अधिक सामान्य और अमूर्त परिप्रेक्ष्य से, एक वक्ररेखीय समन्वय प्रणाली विभेदित मैनिफोल्ड ई पर बस एक एटलस (टोपोलॉजी) हैn (एन-डायमेंशनल यूक्लिडियन स्पेस) जो कि मैनिफोल्ड पर कार्तीय समन्वय प्रणाली कोऑर्डिनेट पैच के लिए द्विरूपता है। डिफरेंशियल मैनिफोल्ड पर दो डिफियोमोर्फिक कोऑर्डिनेट पैच को अलग-अलग ओवरलैप करने की आवश्यकता नहीं है। एक वक्ररेखीय समन्वय प्रणाली की इस सरल परिभाषा के साथ, नीचे दिए गए सभी परिणाम केवल अंतर टोपोलॉजी में मानक प्रमेयों के अनुप्रयोग हैं।

परिवर्तन फ़ंक्शन ऐसे होते हैं कि पुराने और नए निर्देशांक में बिंदुओं के बीच एक-से-एक संबंध होता है, यानी, वे फ़ंक्शन अनुमान हैं, और फ़ंक्शन के अपने डोमेन के भीतर निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करते हैं:

त्रि-आयामी वक्रीय निर्देशांक में वेक्टर और टेंसर बीजगणित
वक्रीय निर्देशांक में प्राथमिक वेक्टर और टेंसर बीजगणित का उपयोग यांत्रिकी और भौतिकी में कुछ पुराने वैज्ञानिक साहित्य में किया जाता है और 1900 के दशक के आरंभ और मध्य के काम को समझने के लिए अपरिहार्य हो सकता है, उदाहरण के लिए ग्रीन और ज़र्ना का पाठ। वक्रीय निर्देशांक में सदिशों और दूसरे क्रम के टेंसरों के बीजगणित में कुछ उपयोगी संबंध इस खंड में दिए गए हैं। नोटेशन और सामग्री मुख्य रूप से ओग्डेन से हैं, हम खिलाते हैं, साइमंड्स, हरा और ज़र्ना, बाज़ार और वीचर्ट, और सियारलेट.

वक्ररेखीय निर्देशांक में टेंसर
दूसरे क्रम के टेंसर को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है

\boldsymbol{S} = S^{ij}\mathbf{b}_i\otimes\mathbf{b}_j = S^i{}_j\mathbf{b}_i\otimes\mathbf{b}^j = S_i{}^j\mathbf{b}^i\otimes\mathbf{b}_j = S_{ij}\mathbf{b}^i\otimes\mathbf{b}^j $$ कहाँ $$\scriptstyle\otimes$$ टेंसर उत्पाद को दर्शाता है। घटक एसij को 'विपरीत' घटक कहा जाता है, Sमैं j'मिश्रित दाएँ-सहसंयोजक' घटक, एसi j 'मिश्रित वाम-सहसंयोजक' घटक, और एसijदूसरे क्रम के टेंसर के 'सहसंयोजक' घटक। दूसरे क्रम के टेंसर के घटक संबंधित हैं


 * $$ S^{ij} = g^{ik}S_k{}^j = g^{jk}S^i{}_k = g^{ik}g^{j\ell}S_{k\ell} $$

ऑर्थोगोनल वक्रीय निर्देशांक में मीट्रिक टेंसर
प्रत्येक बिंदु पर, कोई एक छोटी रेखा तत्व का निर्माण कर सकता है $dx$, इसलिए रेखा तत्व की लंबाई का वर्ग अदिश उत्पाद dx • dx है और इसे स्थान का मीट्रिक (गणित) कहा जाता है, जो निम्न द्वारा दिया गया है:


 * $$d\mathbf{x}\cdot d\mathbf{x} = \cfrac{\partial x_i}{\partial q^j}\cfrac{\partial x_i}{\partial q^k}dq^jdq^k

$$.

उपरोक्त समीकरण का निम्नलिखित भाग
 * $$ \cfrac{\partial x_k}{\partial q^i}\cfrac{\partial x_k}{\partial q^j} = g_{ij}(q^i,q^j) = \mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}_j $$

एक सममित टेंसर है जिसे वक्रीय निर्देशांक में यूक्लिडियन स्थान का 'मीट्रिक टेंसर | मौलिक (या मीट्रिक) टेंसर' कहा जाता है।

मीट्रिक द्वारा सूचकांकों को बढ़ाया और घटाया जा सकता है:
 * $$ v^i = g^{ik}v_k $$

लेमे गुणांक से संबंध
पैमाने के कारकों को परिभाषित करना एचiद्वारा


 * $$ h_ih_j = g_{ij} = \mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}_j \quad \Rightarrow \quad h_i =\sqrt{g_{ii}}= \left|\mathbf{b}_i\right|=\left|\cfrac{\partial\mathbf{x}}{\partial q^i}\right| $$

मीट्रिक टेंसर और लैम गुणांक के बीच एक संबंध देता है, और


 * $$ g_{ij} = \cfrac{\partial\mathbf{x}}{\partial q^i}\cdot\cfrac{\partial\mathbf{x}}{\partial q^j}

= \left( h_{ki}\mathbf{e}_k\right)\cdot\left( h_{mj}\mathbf{e}_m\right) = h_{ki}h_{kj} $$ कहां एचijलैम गुणांक हैं। ऑर्थोगोनल आधार के लिए हमारे पास यह भी है:


 * $$ g = g_{11}g_{22}g_{33} = h_1^2h_2^2h_3^2 \quad \Rightarrow \quad \sqrt{g} = h_1h_2h_3 = J $$

उदाहरण: ध्रुवीय निर्देशांक
यदि हम R के लिए ध्रुवीय निर्देशांक पर विचार करें2,
 * $$ (x, y)=(r \cos \theta, r \sin \theta) $$

(आर, θ) वक्रीय निर्देशांक हैं, और परिवर्तन का जैकोबियन निर्धारक (आर,θ) → (आर कॉस θ, आर पाप θ) आर है।

ओर्थोगोनल आधार वैक्टर 'बी' हैंr = (cos θ, पाप θ), bθ = (−r पाप θ, r cos θ). स्केल कारक एच हैंr = 1 और एचθ= आर. मौलिक टेंसर g है11 =1, जी22 =आर2, जी12 = जी21 =0.

प्रत्यावर्ती टेंसर
ऑर्थोनॉर्मल दाएं हाथ के आधार पर, तीसरे क्रम के लेवी-सिविटा प्रतीक को इस प्रकार परिभाषित किया गया है


 * $$ \boldsymbol{\mathcal{E}} = \varepsilon_{ijk}\mathbf{e}^i\otimes\mathbf{e}^j\otimes\mathbf{e}^k $$

सामान्य वक्ररेखीय आधार पर समान टेंसर को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है



\boldsymbol{\mathcal{E}} = \mathcal{E}_{ijk}\mathbf{b}^i\otimes\mathbf{b}^j\otimes\mathbf{b}^k = \mathcal{E}^{ijk}\mathbf{b}_i\otimes\mathbf{b}_j\otimes\mathbf{b}_k $$ वो भी दिखाया जा सकता है

\mathcal{E}^{ijk} = \cfrac{1}{J}\varepsilon_{ijk} = \cfrac{1}{+\sqrt{g}}\varepsilon_{ijk} $$

क्रिस्टोफ़ेल प्रतीक

 * पहली तरह के क्रिस्टोफ़ेल प्रतीक $$\Gamma_{kij}$$:



\mathbf{b}_{i,j} = \frac{\partial \mathbf{b}_i}{\partial q^j} = \mathbf{b}^k \Gamma_{kij} \quad \Rightarrow \quad \mathbf{b}_k \cdot \mathbf{b}_{i,j}  = \Gamma_{kij} $$ जहां अल्पविराम आंशिक व्युत्पन्न को दर्शाता है (घुंघराले कलन देखें)। Γ व्यक्त करने के लिएkij जी के संदर्भ मेंij,



\begin{align} g_{ij,k} & = (\mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}_j)_{,k} = \mathbf{b}_{i,k}\cdot\mathbf{b}_j + \mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}_{j,k} = \Gamma_{jik} + \Gamma_{ijk}\\ g_{ik,j} & = (\mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}_k)_{,j} = \mathbf{b}_{i,j}\cdot\mathbf{b}_k + \mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}_{k,j} = \Gamma_{kij} + \Gamma_{ikj}\\ g_{jk,i} & = (\mathbf{b}_j\cdot\mathbf{b}_k)_{,i} = \mathbf{b}_{j,i}\cdot\mathbf{b}_k + \mathbf{b}_j\cdot\mathbf{b}_{k,i} = \Gamma_{kji} + \Gamma_{jki} \end{align} $$ तब से
 * $$\mathbf{b}_{i,j} = \mathbf{b}_{j,i}\quad\Rightarrow\quad\Gamma_{kij} = \Gamma_{kji}$$

उपरोक्त संबंधों को पुनर्व्यवस्थित करने के लिए इनका उपयोग करने से प्राप्त होता है


 * $$\Gamma_{kij} = \frac{1}{2}(g_{ik,j} + g_{jk,i} - g_{ij,k}) = \frac{1}{2}[(\mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}_k)_{,j} + (\mathbf{b}_j\cdot\mathbf{b}_k)_{,i} - (\mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}_j)_{,k}]

$$
 * दूसरे प्रकार के क्रिस्टोफ़ेल प्रतीक $$\Gamma^k{}_{ji}$$:


 * $$\Gamma^k{}_{ij} = g^{kl}\Gamma_{lij} = \Gamma^k{}_{ji},\quad \cfrac{\partial \mathbf{b}_i}{\partial q^j} = \mathbf{b}_k \Gamma^k{}_{ij} $$

इसका अर्थ यह है कि
 * $$ \Gamma^k{}_{ij} = \cfrac{\partial \mathbf{b}_i}{\partial q^j}\cdot\mathbf{b}^k = -\mathbf{b}_i\cdot\cfrac{\partial \mathbf{b}^k}{\partial q^j}\quad $$ तब से $$ \quad\cfrac{\partial}{\partial q^j}(\mathbf{b}_i\cdot\mathbf{b}^k)=0$$.

अन्य संबंध जो अनुसरण करते हैं वे हैं

\cfrac{\partial \mathbf{b}^i}{\partial q^j} = -\Gamma^i{}_{jk}\mathbf{b}^k,\quad \boldsymbol{\nabla}\mathbf{b}_i = \Gamma^k{}_{ij}\mathbf{b}_k\otimes\mathbf{b}^j,\quad \boldsymbol{\nabla}\mathbf{b}^i = -\Gamma^i{}_{jk}\mathbf{b}^k\otimes\mathbf{b}^j $$

त्रि-आयामी वक्रीय निर्देशांक में वेक्टर और टेंसर कैलकुलस
लाइन इंटीग्रल, सतह अभिन्न  और  आयतन अभिन्न  इंटीग्रल (गणित) की गणना में समायोजन करने की आवश्यकता है। सरलता के लिए, निम्नलिखित तीन आयामों और ऑर्थोगोनल वक्ररेखीय निर्देशांक तक सीमित है। हालाँकि, वही तर्क एन-आयामी रिक्त स्थान के लिए लागू होते हैं। जब समन्वय प्रणाली ऑर्थोगोनल नहीं होती है, तो अभिव्यक्तियों में कुछ अतिरिक्त पद होते हैं।

साइमंड्स, टेंसर विश्लेषण पर अपनी पुस्तक में, अल्बर्ट आइंस्टीन के कथन को उद्धृत किया गया है  इस सिद्धांत का जादू शायद ही किसी ऐसे व्यक्ति पर थोपने में असफल होगा जिसने इसे वास्तव में समझा है; यह गॉस, रीमैन, रिक्की और लेवी-सिविटा द्वारा स्थापित पूर्ण अंतर कैलकुलस की विधि की वास्तविक विजय का प्रतिनिधित्व करता है।  सामान्य वक्ररेखीय निर्देशांक में वेक्टर और टेंसर कैलकुलस का उपयोग सामान्य सापेक्षता में चार-आयामी वक्ररेखीय कई गुना ्स पर टेंसर विश्लेषण में किया जाता है, घुमावदार प्लेट सिद्धांत के ठोस यांत्रिकी में, मैक्सवेल के समीकरणों के अपरिवर्तनीय (गणित) गुणों की जांच करने में जो metamaterials में रुचि का रहा है  और कई अन्य क्षेत्रों में.

वक्रीय निर्देशांक में सदिशों और दूसरे क्रम के टेंसरों की गणना में कुछ उपयोगी संबंध इस खंड में दिए गए हैं। नोटेशन और सामग्री मुख्य रूप से ओग्डेन से हैं, साइमंड्स, हरा और ज़र्ना, बाज़ार और वीचर्ट, और सियारलेट.

मान लीजिए φ = φ(x) एक अच्छी तरह से परिभाषित अदिश क्षेत्र है और v = v(x) एक अच्छी तरह से परिभाषित वेक्टर क्षेत्र है, और λ1, एल2...निर्देशांक के पैरामीटर बनें

ज्यामितीय तत्व
1. {\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda} \right

2. = \sqrt{h_{ki}h_{kj}\cfrac{\partial q^i}{\partial \lambda}\cfrac{\partial q^j}{\partial \lambda}} = \sqrt{ g_{ij}\cfrac{\partial q^i}{\partial \lambda}\cfrac{\partial q^j}{\partial \lambda}} = \sqrt{h_{i}^2\left(\cfrac{\partial q^i}{\partial \lambda}\right)^2} $
 * 2= Tangent plane element: If x(λ1, λ2) parametrizes a surface S in Cartesian coordinates, then the following cross product of tangent vectors is a normal vector to S with the magnitude of infinitesimal plane element, in curvilinear coordinates. Using the above result,


 * $ {\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda_1}\times {\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda_2} =\left({\partial \mathbf{x} \over \partial q^i}{\partial q^i \over \partial \lambda_1}\right) \times \left({\partial \mathbf{x} \over \partial q^j}{\partial q^j \over \partial \lambda_2}\right) = \mathcal{E}_{kmp}\left( h_{ki}{\partial q^i \over \partial \lambda_1}\right)\left(h_{mj}{\partial q^j \over \partial \lambda_2}\right) \mathbf{b}_p $

where $\mathcal{E}$ is the permutation symbol. In determinant form:


 * ${\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda_1}\times {\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda_2}

=\begin{vmatrix} \mathbf{e}_1 & \mathbf{e}_2 & \mathbf{e}_3 \\ h_{1i} \dfrac{\partial q^i}{\partial \lambda_1} & h_{2i} \dfrac{\partial q^i}{\partial \lambda_1} & h_{3i} \dfrac{\partial q^i }{\partial \lambda_1} \\ h_{1j} \dfrac{\partial q^j}{\partial \lambda_2} & h_{2j} \dfrac{\partial q^j}{\partial \lambda_2} & h_{3j} \dfrac{\partial q^j }{\partial \lambda_2} \end{vmatrix}$
 * undefined

एकीकरण

 * {| class="wikitable"

!scope=col width="10px"| Operator !scope=col width="200px"| Scalar field !scope=col width="200px"| Vector field
 * Line integral
 * $$ \int_C \varphi(\mathbf{x}) ds = \int_a^b \varphi(\mathbf{x}(\lambda))\left|{\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda}\right| d\lambda$$
 * $$ \int_C \mathbf{v}(\mathbf{x}) \cdot d\mathbf{s} = \int_a^b \mathbf{v}(\mathbf{x}(\lambda))\cdot\left({\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda}\right) d\lambda$$
 * Surface integral
 * $$\int_S \varphi(\mathbf{x}) dS = \iint_T \varphi(\mathbf{x}(\lambda_1, \lambda_2)) \left|{\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda_1}\times {\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda_2}\right| d\lambda_1 d\lambda_2$$
 * $$\int_S \mathbf{v}(\mathbf{x}) \cdot dS = \iint_T \mathbf{v}(\mathbf{x}(\lambda_1, \lambda_2)) \cdot\left({\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda_1}\times {\partial \mathbf{x} \over \partial \lambda_2}\right) d\lambda_1 d\lambda_2$$
 * Volume integral
 * $$\iiint_V \varphi(x,y,z) dV = \iiint_V \chi(q_1,q_2,q_3) Jdq_1dq_2dq_3 $$
 * $$\iiint_V \mathbf{u}(x,y,z) dV = \iiint_V \mathbf{v}(q_1,q_2,q_3) Jdq_1dq_2dq_3 $$
 * }
 * $$\iiint_V \varphi(x,y,z) dV = \iiint_V \chi(q_1,q_2,q_3) Jdq_1dq_2dq_3 $$
 * $$\iiint_V \mathbf{u}(x,y,z) dV = \iiint_V \mathbf{v}(q_1,q_2,q_3) Jdq_1dq_2dq_3 $$
 * }
 * }

भेदभाव
ग्रेडिएंट, डाइवर्जेंस और लाप्लासियन के भावों को सीधे एन-आयामों तक बढ़ाया जा सकता है, हालांकि कर्ल को केवल 3डी में परिभाषित किया गया है।

वेक्टर फ़ील्ड 'बी'i q के स्पर्शरेखा हैमैं वक्र का समन्वय करता हूं और वक्र पर प्रत्येक बिंदु पर एक 'प्राकृतिक आधार' बनाता हूं। इस आधार को, जैसा कि इस लेख की शुरुआत में चर्चा की गई है, 'सहसंयोजक' वक्ररेखीय आधार भी कहा जाता है। हम 'पारस्परिक आधार', या 'विपरीत' वक्ररेखीय आधार, 'बी' को भी परिभाषित कर सकते हैं। मैं. आधार सदिशों के बीच सभी बीजगणितीय संबंध, जैसा कि टेन्सर बीजगणित पर अनुभाग में चर्चा की गई है, प्रत्येक बिंदु 'x' पर प्राकृतिक आधार और उसके व्युत्क्रम के लिए लागू होते हैं।


 * {| class="wikitable"

!scope=col width="10px"| Operator !scope=col width="200px"| Scalar field !scope=col width="200px"| Vector field !scope=col width="200px"| 2nd order tensor field (\boldsymbol{\nabla}\cdot\boldsymbol{S})\cdot\mathbf{a} = \boldsymbol{\nabla}\cdot(\boldsymbol{S}\cdot\mathbf{a}) $$ where a is an arbitrary constant vector. In curvilinear coordinates,
 * Gradient
 * $$ \nabla\varphi = \cfrac{1}{h_i}{\partial\varphi \over \partial q^i} \mathbf{b}^i $$
 * $$\nabla\mathbf{v} = \cfrac{1}{h_i^2}{\partial \mathbf{v} \over \partial q^i}\otimes\mathbf{b}_i $$
 * $$\boldsymbol{\nabla}\boldsymbol{S} = \cfrac{\partial \boldsymbol{S}}{\partial q^i}\otimes\mathbf{b}^i$$
 * Divergence
 * N/A
 * $$ \nabla \cdot \mathbf{v} = \cfrac{1}{\prod_j h_j} \frac{\partial }{\partial q^i}(v^i\prod_{j\ne i} h_j) $$
 * N/A
 * $$ \nabla \cdot \mathbf{v} = \cfrac{1}{\prod_j h_j} \frac{\partial }{\partial q^i}(v^i\prod_{j\ne i} h_j) $$

$$\boldsymbol{\nabla}\cdot\boldsymbol{S} = \left[\cfrac{\partial S_{ij}}{\partial q^k} - \Gamma^l_{ki}S_{lj} - \Gamma^l_{kj}S_{il}\right]g^{ik}\mathbf{b}^j $$ \nabla^2 \varphi = \cfrac{1}{\prod _j h_j}\frac{\partial }{\partial q^i}\left(\cfrac{\prod _j h_j}{h_i^2}\frac{\partial \varphi}{\partial q^i}\right) $$
 * Laplacian
 * Laplacian

$$ \nabla\times\mathbf{v} = \frac{1}{h_1h_2h_3} \mathbf{e}_i \epsilon_{ijk} h_i \frac{\partial (h_k v_k)}{\partial q^j} $$
 * Curl
 * N/A
 * For vector fields in 3D only,
 * N/A
 * For vector fields in 3D only,

where $$\epsilon_{ijk}$$ is the Levi-Civita symbol.
 * See Curl of a tensor field
 * }

सामान्य वक्रीय निर्देशांक में काल्पनिक बल
परिभाषा के अनुसार, यदि किसी कण पर कोई बल कार्य नहीं कर रहा है तो उसकी स्थिति एक जड़त्वीय समन्वय प्रणाली में व्यक्त की जाती है, (x)।1, एक्स2, एक्स3,t), तो वहां इसका कोई त्वरण नहीं होगा (डी)।2xj/dt2=0). इस संदर्भ में, एक समन्वय प्रणाली गैर-सीधे समय अक्ष या गैर-सीधे अंतरिक्ष अक्ष (या दोनों) के कारण "जड़त्वीय" होने में विफल हो सकती है। दूसरे शब्दों में, निर्देशांक के आधार वैक्टर निश्चित स्थानों पर समय के साथ भिन्न हो सकते हैं, या वे निश्चित समय पर स्थिति के साथ भिन्न हो सकते हैं, या दोनों। जब गति के समीकरणों को किसी गैर-जड़त्वीय समन्वय प्रणाली (इस अर्थ में) के रूप में व्यक्त किया जाता है, तो अतिरिक्त शब्द प्रकट होते हैं, जिन्हें क्रिस्टोफ़ेल प्रतीक कहा जाता है। कड़ाई से बोलते हुए, ये शब्द पूर्ण त्वरण (शास्त्रीय यांत्रिकी में) के घटकों का प्रतिनिधित्व करते हैं, लेकिन हम डी के संबंध में जारी रखना भी चुन सकते हैं2xj/dt2त्वरण के रूप में (जैसे कि निर्देशांक जड़त्वीय थे) और अतिरिक्त शब्दों को ऐसे मानें जैसे कि वे बल थे, इस स्थिति में उन्हें काल्पनिक बल कहा जाता है। कण के पथ और पथ की वक्रता के तल में सामान्य ऐसे किसी काल्पनिक बल के घटक को केन्द्रापसारक बल कहा जाता है। यह अधिक सामान्य संदर्भ घूर्णन संदर्भ फ़्रेमों और स्थिर वक्ररेखीय समन्वय प्रणालियों में केन्द्रापसारक बल की अवधारणाओं के बीच पत्राचार को स्पष्ट करता है। (ये दोनों अवधारणाएँ साहित्य में अक्सर दिखाई देती हैं।  ) एक सरल उदाहरण के लिए, द्रव्यमान m के एक कण पर विचार करें जो कोणीय गति W के साथ घूर्णन करने वाले ध्रुवीय निर्देशांक प्रणाली के सापेक्ष कोणीय गति w के साथ त्रिज्या r के एक वृत्त में घूम रहा है। गति का रेडियल समीकरण mr” = F है।r+ श्री(डब्ल्यू + डब्ल्यू)2. इस प्रकार केन्द्रापसारक बल कण की पूर्ण घूर्णी गति A = w + W के वर्ग का mr गुना है। यदि हम कण की गति से घूमने वाली एक समन्वय प्रणाली चुनते हैं, तो W = A और w = 0, इस स्थिति में केन्द्रापसारक बल mrA है2, जबकि यदि हम एक स्थिर समन्वय प्रणाली चुनते हैं तो हमारे पास W = 0 और w = A है, इस स्थिति में केन्द्रापसारक बल फिर से mrA है2. परिणामों की इस समानता का कारण यह है कि दोनों मामलों में कण के स्थान पर आधार वैक्टर समय के साथ बिल्कुल उसी तरह बदल रहे हैं। इसलिए ये वास्तव में बिल्कुल एक ही चीज़ का वर्णन करने के दो अलग-अलग तरीके हैं, एक वर्णन घूर्णन निर्देशांक के संदर्भ में है और दूसरा स्थिर वक्रीय निर्देशांक के संदर्भ में है, जो दोनों उस शब्द के अधिक अमूर्त अर्थ के अनुसार गैर-जड़त्वीय हैं।.

सामान्य गति का वर्णन करते समय, किसी कण पर कार्य करने वाली वास्तविक शक्तियों को अक्सर गति के पथ के स्पर्शरेखा वाले तात्कालिक दोलन वृत्त के रूप में संदर्भित किया जाता है, और सामान्य स्थिति में यह वृत्त एक निश्चित स्थान पर केंद्रित नहीं होता है, और इसलिए अपकेंद्रित्र और कोरिओलिस में विघटित होता है घटक लगातार बदल रहे हैं. यह सत्य है चाहे गति को स्थिर या घूर्णन निर्देशांक के संदर्भ में वर्णित किया गया हो।

यह भी देखें

 * सदिशों का सहप्रसरण और प्रतिप्रसरण
 * सामान्य सापेक्षता के गणित का परिचय
 * विशेष स्थितियां:
 * ऑर्थोगोनल निर्देशांक
 * तिरछा निर्देशांक
 * वक्ररेखीय निर्देशांक में टेंसर
 * फ्रेनेट-सेरेट सूत्र
 * सहसंयोजक व्युत्पन्न
 * टेंसर व्युत्पन्न (सातत्य यांत्रिकी)
 * वक्ररेखीय परिप्रेक्ष्य
 * बेलनाकार और गोलाकार निर्देशांक में डेल

बाहरी संबंध

 * Planetmath.org Derivation of Unit vectors in curvilinear coordinates
 * MathWorld's page on Curvilinear Coordinates
 * Prof. R. Brannon's E-Book on Curvilinear Coordinates
 * Introduction to Elasticity/Tensors – Wikiversity, Introduction to Elasticity/Tensors.