ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1 . Алгебра кватернионов
Кватернионы были введены в математику В.Р.
Гамильтоном в 1843 году. Они представляют собой
обобщение аппарата комплексных чисел на четырехмерный
случай и записываются выражениями следующего вида:
,
33221100
iiii
⋅
+
⋅
+
⋅+⋅
=
λ
λ
λ
λ
Λ
(1.1)
где
32
,
1
0
,,
λ
λ
λ
λ
– произвольные действительные числа,
называемые компонентами кватерниона
Λ
, а –
кватернионные единицы.
3
i,
21
i,i
0
,i
Кватернионное сложение определяется по правилам
обычной векторной алгебры, т. е. при сложении двух
кватернионов
Λ
и
Μ
складываются их соответствующие
компоненты
k
λ
и
k
µ
(
3 ,2 ,1 ,0
=
k
).
Кватернионное произведение обозначается знаком «
» и
определяется следующими правилами умножения
кватернионных единиц:
.3 ,2 ,11 , ,
00000
=
−
=
=
=
= k,iiiiiiiiii
kkkkk
, , ,
213132321
iiiiiiii
i
=
=
=
(1.2)
. , ,
231123312
iiiiiiiii
−
=
−
=
−=
В соответствии с приведенными правилами сложения и
умножения можно использовать такую интерпретацию
кватернионов, при которой элемент
отождествляется с
вещественной единицей, а элементы
– с
единичными векторами
i
0
i
2
,i
3
i
1
,i
321
, , ii
, образующими в
трехмерном пространстве правую ортогональную тройку.
Тогда кватернион
Λ
можно записать в виде формальной
суммы скалярной части
0
λ
и векторной части :
λ
5
1 . Алгебра кватернионов Кватернионы были введены в математику В.Р. Гамильтоном в 1843 году. Они представляют собой обобщение аппарата комплексных чисел на четырехмерный случай и записываются выражениями следующего вида: Λ = λ0 ⋅ i0 + λ1 ⋅ i1 + λ2 ⋅ i2 + λ3 ⋅ i3 , (1.1) где λ0 , λ 1, λ 2, λ 3 – произвольные действительные числа, называемые компонентами кватерниона Λ , а i0 , i1 , i2 , i3 – кватернионные единицы. Кватернионное сложение определяется по правилам обычной векторной алгебры, т. е. при сложении двух кватернионов Λ и Μ складываются их соответствующие компоненты λk и µ k ( k = 0, 1, 2, 3 ). Кватернионное произведение обозначается знаком « » и определяется следующими правилами умножения кватернионных единиц: i0 i0 = i0 , i0 ik = ik i0 = ik , ik ik = −1, k = 1, 2, 3. i1 i2 = i3 , i2 i3 = i1 , i3 i1 = i2 , (1.2) i2 i1 = −i3 , i3 i2 = −i1 , i1 i3 = −i2 . В соответствии с приведенными правилами сложения и умножения можно использовать такую интерпретацию кватернионов, при которой элемент i0 отождествляется с вещественной единицей, а элементы i1 , i2 , i3 – с единичными векторами i1 , i2 , i3 , образующими в трехмерном пространстве правую ортогональную тройку. Тогда кватернион Λ можно записать в виде формальной суммы скалярной части λ0 и векторной части λ: 5