quaternions:definitions
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====== Quaternions ====== | ====== Quaternions ====== | ||
- | Un **quaternion** est un élément du corps non commutatif $\mathbb{H}$ qui est l' | + | Un **quaternion** est un élément du corps non commutatif $\mathbb{H}$ qui est l' |
Un quaternion $Q$ peut s' | Un quaternion $Q$ peut s' | ||
Line 8: | Line 8: | ||
Si un quaternion est noté par une lettre, disons $P$, ses composantes seront en général notées $p_{0}, | Si un quaternion est noté par une lettre, disons $P$, ses composantes seront en général notées $p_{0}, | ||
- | **Remarque.** En employant les symboles $e_{1}, | + | ===== Remarque |
- | D' | + | En employant les symboles $e_{1}, |
+ | |||
+ | Mais surtout, si on définit $e_{0}:=1$, une formule telle que $q_{0}+q_{1}i+q_{2}j+q_{3}k$ pourra s' | ||
+ | |||
+ | L' | ||
===== Propriétés des unités quaternioniennes ===== | ===== Propriétés des unités quaternioniennes ===== | ||
- | | $e_1 e_2 = e_3$ | | + | ^ Transformation ^ Formule ^ |
- | | $e_2 e_3 = e_1$ | | + | | 1,2 $\to$ 3 | $e_1 e_2 = e_3$ | |
- | | $e_3 e_1 = e_2$ | | + | | 2,3 $\to$ 1 | $e_2 e_3 = e_1$ | |
- | | $e_i e_j = -e_j e_i$ | pour $i,j \in \{1,2,3 \}$ et $i \ne j$ | | + | | 3,1 $\to$ 2 | $e_3 e_1 = e_2$ | |
+ | | anti-symétrie | ||
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===== Identités remarquables et calculs ===== | ===== Identités remarquables et calculs ===== | ||
+ | ^ Opération ^ Formule ^ | ||
| extraction de la partie scalaire | | extraction de la partie scalaire | ||
| extraction de la partie vectorielle | $\mathbb{V}(Q)=\frac{1}{2}(Q-\overline{Q})$ | | | extraction de la partie vectorielle | $\mathbb{V}(Q)=\frac{1}{2}(Q-\overline{Q})$ | | ||
| détermination d'un $q_n$ | $q_{n}=\mathbb{S}(Q\overline{e_{n}})$ | | | détermination d'un $q_n$ | $q_{n}=\mathbb{S}(Q\overline{e_{n}})$ | | ||
- | | multiplication | + | | multiplication |
| ::: | $PQ=p_{0}q_{0}-\vec{P}\cdot\vec{Q}+p_{0}\vec{Q}+q_{0}\vec{P}+\vec{P}\wedge\vec{Q}$ | | | ::: | $PQ=p_{0}q_{0}-\vec{P}\cdot\vec{Q}+p_{0}\vec{Q}+q_{0}\vec{P}+\vec{P}\wedge\vec{Q}$ | | ||
| carré | | carré | ||
| si $Q=\vec{V}$ est purement vectoriel) | $\vec{V}^{2}=-\left|\vec{V}\right|^{2}$ | | si $Q=\vec{V}$ est purement vectoriel) | $\vec{V}^{2}=-\left|\vec{V}\right|^{2}$ | ||
- | | non commutativité | + | | non commutativité |
+ | | | $ QP = PQ - 2\mathbb{V}(P)\mathbb{V}(Q) - 2\mathbb{V}(P) \cdot \mathbb{V}(Q)$ | | ||
| conjugaisons | | conjugaisons | ||
| ::: | $\overline{P+Q}=\overline{P}+\overline{Q}$ | | | ::: | $\overline{P+Q}=\overline{P}+\overline{Q}$ | | ||
| ::: | $\overline{PQ}=\overline{Q}\ \overline{P}$ | | | ::: | $\overline{PQ}=\overline{Q}\ \overline{P}$ | | ||
| conjugaison à l'aide des unités | | conjugaison à l'aide des unités | ||
- | | partie scalaire | + | | partie scalaire |
| norme | $\left|Q\right|=\sqrt{q_{0}^{2}+|\vec{Q}|^{2}}$ | | | norme | $\left|Q\right|=\sqrt{q_{0}^{2}+|\vec{Q}|^{2}}$ | | ||
+ | | ::: | $|e_i| = 1 \quad (i=0,3)$ | | ||
| ::: | $|P+Q]^{2}=|P|^{2}+|Q|^{2}+2\mathbb{S}(P\overline{Q})$ | | | ::: | $|P+Q]^{2}=|P|^{2}+|Q|^{2}+2\mathbb{S}(P\overline{Q})$ | | ||
+ | | ::: | $|PQ| = |P||Q|$ | | ||
| inversion ($Q$ non nul) | $Q^{-1}=\frac{\overline{Q}}{\left|Q\right|^{2}}=\frac{1}{q_{0}^{2}+q_{1}^{2}+q_{2}^{2}+q_{3}^{2}}\ \overline{Q}$ | | | inversion ($Q$ non nul) | $Q^{-1}=\frac{\overline{Q}}{\left|Q\right|^{2}}=\frac{1}{q_{0}^{2}+q_{1}^{2}+q_{2}^{2}+q_{3}^{2}}\ \overline{Q}$ | | ||
| inversion des unités | | inversion des unités | ||
Line 89: | Line 97: | ||
Les transformations vers et de la forme exponentielle se calculent ainsi: | Les transformations vers et de la forme exponentielle se calculent ainsi: | ||
- | | $Q$ | $\to$ | $|Q|e^{\vec{u}\theta}$ | + | | $Q$ | $\to$ | $|Q|e^{\vec{u}\theta}$ |
- | | $Q$ < | + | | $Q$ \\ $q_0 = |Q|cos\theta$ |
Si $\vec{Q} = 0$ alors $\vec{u}$ peut être choisi arbitrairement. Par exemple, $Q= –1 = |1| e^{(2n+1)\pi \vec{u} }$ pour $n$ un entier quelconque et $\vec{u}$ un quaternion vectoriel unitaire quelconque. | Si $\vec{Q} = 0$ alors $\vec{u}$ peut être choisi arbitrairement. Par exemple, $Q= –1 = |1| e^{(2n+1)\pi \vec{u} }$ pour $n$ un entier quelconque et $\vec{u}$ un quaternion vectoriel unitaire quelconque. |
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