Długości krzywych w przestrzeniach nieeuklidesowych Przestrzenie nieeuklidesowe – to przestrzenie metryczne, stanowiące uogólnienie pojęcia przestrzeni euklidesowej, w ogólności -wymiarowe. Przestrzenie takie opisuje np. szczególna teoria względności oraz ogólna teoria względności Einsteina.

Odległość infinitezymalna między punktami: długość wektora łączącego punkt z infinitezymalnie odległym punktem zadana jest wzorem

gdzie to współrzędne tensora metrycznego (będące funkcjami położenia ).

Długość krzywej

Jeżeli krzywa dana jest przez równań parametrycznych

gdzie – punkty początkowy i końcowy krzywej, to wektor infinitezymalnego przemieszczenia wzdłuż krzywej ma postać

Długość infinitezymalnego przemieszczenia jest pierwiastkiem z iloczynu skalarnego wektora z samym sobą, tj.

Długość łuku krzywej jest równa całce z długości tych infinitezymalnych przemieszczeń, tj.

czyli ostatecznie mamy

Uwaga:

Wyżej podane wzory na długości łuku krzywej w przestrzeniach 2D i 3D są szczególnymi przypadkami powyższego, ogólnego wzoru. Mianowicie:

(a) w układzie współrzędnych biegunowych tensor metryczny ma niezerowe elementy, a przy tym niezależne od wektora wodzącego (por.