Dördey

Matematikte, dördeyler (ya da kvaterniyon, kuaternion, dördübir), karmaşık sayıları bir gerçel, üç sanal boyuta genişleten sayı sistemidir. İlk defa İrlandalı matematikçi Sir William Rowan Hamilton tarafından 1843 yılında tanımlanmış, ve 3 boyutlu uzaydaki matematiğe uygulanmışlardır. Kuaterniyonlar değişme özelliğine (ab = ba) sahip değildir. Her ne kadar pek çok uygulamada vektörler ve matrisler dördeylerin yerini almışsa da, kuramsal ve uygulamalı matematikte hala kullanılmaktadırlar. Başlıca kullanım alanı, 3 boyutlu uzayda dönme hareketinin hesaplanmasıdır.

Dördey cebiri genellikle H (Hamilton) ile gösterilir. Clifford cebiri sınıflandırması C0,2(R) = C03,0(R) olarak da gösterilirler. H cebirinin analizde önemli bir yeri vardır. Çünkü, Frobenius teoremi'ne göre, gerçel sayılar cismini althalka olarak içeren sonlu-boyutlu dört bölüm cebirinden bir tanesidir (diğerleri gerçel sayılar, karmaşık sayılar ve sekizeyler (octonions)).

Tanım

Dördeyler bir halka olarak tanımlanır. Kümesi:

.

olarak verilir. Burada kullanılan toplama şu şekilde tanımlıdır:

Çarpma ise

ifadesinin dağıtma kuralı kullanılarak açılmasıyla ve aşağıdaki bağıntılar yardımıyla tanımlanır.

Her dördey tektir ve temel dördeylerin, yani 1, i, j ve k nin gerçel doğrusal birleşimidir.

Dördeyler halkası, çarpma işleminin değişmeli olmaması yüzünden bir cisim değildir. Bir bölüm halkasıdır.

Aynı zamanda, dördeyler, gerçel sayılar üzerinde bir bölüm cebiri oluşturur. Gerçel sayılar ve karmaşık sayılarla birlikte, gerçelleri içeren birleşmeli üç bölüm cebirinden biridir.

Taban ögelerinin çarpımı

denklikler

,

burada i, j, ve k H nın taban ögeleridir,i, j, ve k nın tüm olası çarpanlarını belirtir .

örneğin −1 = ijk nın sağ çarpanlarının her ikisi de k ile verilir

Diğer tüm olası çarpanlar benzer yöntemlerle belirlenebilir

olan satır çarpanı sol faktörü teşkil eder ve bir tablo olarak ifade edilebilir,bu yazının üstünde gösterildiği gibi kendilerinin sütunlari sağ faktörü teşkil eder.

Hamilton çarpımı

iki a1 + b1i + c1j + d1k elementler için ve a2 + b2i + c2j + d2k, burada çarpıma, Hamilton çarpımı (a1 + b1i + c1j + d1k) (a2 + b2i + c2j + d2k) denir, taban ögeler ve dağılımsal kanunun çarpımları ile tanımlanıyor.Dağılım kanunu onu çarpımın açılımı için olası yapar böylece bu taban ögelerin çarpımlarının bir toplamıdır. Bu aşağıdaki bağıntılarla veriliyor:

Şimdi taban elemanları kullanılarak elde etmek için yukarıda verilen kuralları çoğaltılabilir:[1]

Sıralı liste formu

Hnın 1, i, j, k tabanları kullanılıyor dört katının bir kümesi olarak H yazmak için mümkün kılar:

ise taban ögeleri:

ve toplam ve çarpım için formüller:

Dördey değişkenlerinin bir fonksiyonu

bir karmaşık analizin fonksiyonları gibi, bir dördey değişkenin fonksiyonları kullanışlı fizik modelleri önerir.Örneğin, Maxwell tarafından tanıtılan orijinal elektrik ve manyetik alanlar bir dördey değişkenin fonksiyonları idi.

Üstel, logaritma, ve kuvvet

bir dördey veriliyor,

q = a + bi + cj + dk = a + v,

üstel

olarak hesaplanıyor ve

.[2]

bir dördeyin kutupsal çözülümünü aşağıdaki gibi yazabiliriz

burada açı θ ve birim vektör ile tanımlanıyor:

ve

Herhangi birim dördey .olan kutupsal biçim içinde ifade edilebilir

bir keyfi (gerçek) üstel için bir yükselen dördeyin kuvveti ile veriliyor:

Ayrıca bakınız

  • 3-küre
  • Birleşmeli cebir
  • Bikuaterniyon
  • Clifford cebiri
  • Karmaşık sayı
  • Kuaterniyonlar ve Euler açıları arasındaki dönüşüm
  • Bölme cebiri
  • Dual Dördey
  • Euler açıları
  • Dış cebir
  • Geometrik cebir
  • Hurwitz Dördey
  • Hurwitz Dördey düzeni
  • Hiperbolik Dördey
  • hiperkarmaşık sayı
  • Lénárt küresi
  • Oktonyon
  • Pauli matrisleri
  • Kuaterniyon grubu
  • Kuaterniyon değişkeni
  • Kuaterniyonik matris
  • Kuaterniyonlar ve mekansal dönme
  • Dönme operatörü (vektör uzayı)
  • 4-boyutlu Öklid uzayında dönmeler
  • Slerp
  • Bölünmüş-Dördey
  • Teserakt

Notlar

  1. Hazewinkel (2004), ss. 12.
  2. "Lce.hut.fi" (PDF). 26 Eylül 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Temmuz 2014.

Dış makaleler ve kaynaklar

Kitaplar ve yayınlar

  • Hamilton, William Rowan. On quaternions, or on a new system of imaginaries in algebra. Philosophical Magazine. Vol. 25, n 3. p. 489–495. 1844.
  • Hamilton, William Rowan (1853), "Lectures on Quaternions 11 Mayıs 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.". Royal Irish Academy.
  • Hamilton (1866) Elements of Quaternions 12 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. University of Dublin Press. Edited by William Edwin Hamilton, son of the deceased author.
  • Hamilton (1899) Elements of Quaternions volume I, (1901) volume II. Edited by Charles Jasper Joly; published by Longmans, Green & Co..
  • Tait, Peter Guthrie (1873), "An elementary treatise on quaternions". 2d ed., Cambridge, [Eng.] : The University Press.
  • Michiel Hazewinkel, Nadiya Gubareni, Nadezhda Mikhaĭlovna Gubareni, Vladimir V. Kirichenko. Algebras, rings and modules. Volume 1. 2004. Springer, 2004. ISBN 1-4020-2690-0
  • Maxwell, James Clerk (1873), "A Treatise on Electricity and Magnetism". Clarendon Press, Oxford.
  • Tait, Peter Guthrie (1886), "Quaternion; Wayback Machine". M.A. Sec. R.S.E. Encyclopaedia Britannica, Ninth Edition, 1886, Vol. XX, pp. 160–164. (bzipped PostScript file)
  • Joly, Charles Jasper (1905), "A manual of quaternions". London, Macmillan and co., limited; New York, The Macmillan company. LCCN 05036137 //r84
  • Macfarlane, Alexander (1906), "Vector analysis and quaternions", 4th ed. 1st thousand. New York, J. Wiley & Sons; [etc., etc.]. LCCN es 16000048
  • 1911 encyclopedia: "Quaternions 7 Mayıs 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.".
  • Finkelstein, David, Josef M. Jauch, Samuel Schiminovich, and David Speiser (1962), "Foundations of quaternion quantum mechanics". J. Mathematical Phys. 3, pp. 207–220, MathSciNet.
  • Du Val, Patrick (1964), "Homographies, quaternions, and rotations". Oxford, Clarendon Press (Oxford mathematical monographs). LCCN 64056979 //r81
  • Crowe, Michael J. (1967), A History of Vector Analysis: The Evolution of the Idea of a Vectorial System, University of Notre Dame Press. Surveys the major and minor vector systems of the 19th century (Hamilton, Möbius, Bellavitis, Clifford, Grassmann, Tait, Peirce, Maxwell, Macfarlane, MacAuley, Gibbs, Heaviside).
  • Altmann, Simon L. (1986), "Rotations, quaternions, and double groups". Oxford [Oxfordshire] : Clarendon Press ; New York : Oxford University Press. LCCN 85013615 ISBN 0-19-855372-2
  • Altmann, Simon L. (1989), "Hamilton, Rodrigues, and the Quaternion Scandal". Mathematics Magazine. Vol. 62, No. 5. p. 291–308, December 1989.
  • Adler, Stephen L. (1995), "Quaternionic quantum mechanics and quantum fields". New York : Oxford University Press. International series of monographs on physics (Oxford, England) 88. LCCN 94006306 ISBN 0-19-506643-X
  • Trifonov, Vladimir (1995), "A Linear Solution of the Four-Dimensionality Problem", Europhysics Letters, 32 (8) 621–626, DOI:10.1209/0295-5075/32/8/001
  • Ward, J. P. (1997), "Quaternions and Cayley Numbers: Algebra and Applications", Kluwer Academic Publishers. ISBN 0-7923-4513-4
  • Kantor, I. L. and Solodnikov, A. S. (1989), "Hypercomplex numbers, an elementary introduction to algebras", Springer-Verlag, New York, ISBN 0-387-96980-2
  • Gürlebeck, Klaus and Sprössig, Wolfgang (1997), "Quaternionic and Clifford calculus for physicists and engineers". Chichester ; New York : Wiley (Mathematical methods in practice; v. 1). LCCN 98169958 ISBN 0-471-96200-7
  • Kuipers, Jack (2002), "Quaternions and Rotation Sequences: A Primer With Applications to Orbits, Aerospace, and Virtual Reality" (reprint edition), Princeton University Press. ISBN 0-691-10298-8
  • Conway, John Horton, and Smith, Derek A. (2003), "On Quaternions and Octonions: Their Geometry, Arithmetic, and Symmetry", A. K. Peters, Ltd. ISBN 1-56881-134-9.
  • Kravchenko, Vladislav (2003), "Applied Quaternionic Analysis", Heldermann Verlag ISBN 3-88538-228-8.
  • Hanson, Andrew J. 27 Aralık 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (2006), "Visualizing Quaternions", Elsevier: Morgan Kaufmann; San Francisco. ISBN 0-12-088400-3
  • Trifonov, Vladimir (2007), "Natural Geometry of Nonzero Quaternions", International Journal of Theoretical Physics, 46 (2) 251–257, DOI:10.1007/s10773-006-9234-9
  • Ernst Binz & Sonja Pods (2008) Geometry of Heisenberg Groups American Mathematical Society, Chapter 1: "The Skew Field of Quaternions" (23 pages) ISBN 978-0-8218-4495-3.
  • Vince, John A. (2008), Geometric Algebra for Computer Graphics, Springer, ISBN 978-1-84628-996-5.
  • For molecules that can be regarded as classical rigid bodies molecular dynamics computer simulation employs quaternions. They were first introduced for this purpose by D.J. Evans, (1977), "On the Representation of Orientation Space", Mol. Phys., vol 34, p 317.
  • Zhang, Fuzhen (1997), "Quaternions and Matrices of Quaternions", Linear Algebra and its Applications, Vol. 251, pp. 21–57.

Bağlantılar ve uzman yazıları

Şablon:Number Systems

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.