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三维Clifford代数中一般多重向量的指数。 (英语) Zbl 1483.15016号

作者给出了计算Clifford几何代数(GA)(Cl{p,q})中一般多向量(MV)对于(n=p+q=3)的指数的闭式表达式。将指数函数展开为基本元素(等级)的总和;为此,使用了一些计算机代数(Mathematica软件包)。
所获得的有限公式相当复杂,但通过对它们的分析,可以确定构建无坐标GA公式的障碍。GA空间中的广义多向量(MV)在正交基中展开。作者从几何代数(Cl_{0,3})开始,其中坐标形式的展开指数具有最简单的MV系数。公式非常复杂,但作者通过Mathematica包验证了所有内容。
他们给出了最终的指数公式以及这些公式的具体情况,并研究了\(Cl_{0,3}\)代数、\(Cl_{3,0}\)、\(Cl_{1,2}\)和\(Cl_{2,1}\)代数中多向量的指数函数。多重向量的指数是另一个多重向量。对于每种情况,都给出并证明了一个定理,从而为多向量(a)提供了多向量(E(a))的实系数的公式。在本文的下一部分,作者推导了(Cl{3,0})和(Cl{0,3})代数的叶片指数。对于混合签名代数,据作者所知,这是第一次给出这样的公式。特别是,他们研究了双向量的指数、纯向量的指数以及标量和伪标量的指数。
此外,多重向量(a)的三角函数和双曲函数可以通过指数表示,特别是函数(sin(a)、cos(a),sinh(a)和cosh(a))。GA三角函数和双曲函数之间的各种关系类似于众所周知的标量关系,例如\(\cos^2(A)+\sin^2(A)=1)或(\cosh^2(B)-\sinh^2(A=1))。此外,还应注意GA正弦和余弦函数以及双曲GA正弦和弦函数的换算:\[\sin(A)\,\cos(A)=\cos\[\sinh(A)\,\cosh(A)=\cosh。
在最后一节中,对精确公式及其级数展开式进行了数值比较。
在结论中,作者表示,对于所有四个三维Clifford几何代数,他们能够将一般参数的GA指数函数展开为坐标形式的MV。他们认为,指数的这种扩展将有助于解决GA微分方程、信号和图像处理、自动控制和机器人技术。

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第15页第66页 Clifford代数,旋量
15甲16 矩阵的指数函数和相似函数
65层60 矩阵指数和相似矩阵函数的数值计算
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