向量有两个乘法:点乘和叉乘,其结果又分别叫做数量积和向量积。在很多情况下,用这两个定义的乘法运算都能够给我们带来很大的方便(其实它就是在实际问题中抽象出来的)。不过,也有相当一部分的二维问题用复数来描述更为简洁。于是,为了整合两者的巧妙之处,有必要把向量的两个乘法运算“退化”到复数中去(为什么用“退化”?因为向量是多维的,可以是3维、4维等,而复数运算只是二维的,很明显这是一种“退化”而不是“拓展”^_^)

运算法则:

点乘:
总法则:Z1Z2=|Z1||Z2|cos(argZ2Z1)
1i=0ii=1exp(iθ)exp(iφ)=cos(φθ)iexp(iθ)exp(iφ)=sin(θφ)Z1Z2=Z1ˉZ2+Z2ˉZ1

叉乘:
由于二维向量的叉积都指向第三维,所以可以认为复数的叉积结果都是一个数。
总法则:Z1×Z2=|Z1||Z2|sin(argZ2Z1)
1×i=1i×i=0exp(iθ)×exp(iφ)=sin(φθ)iexp(iθ)×exp(iφ)=cos(θφ)Z1×Z2=(Z1ˉZ2Z2ˉZ1)i

变换关系:
Z1×Z2=Z2×Z1Z1×(iZ2)=Z1Z2Z1(iZ2)=Z1×Z2

微分恒等关系:
ZdZ=|Z|d|Z|


Z(idZ)=(iZ)dZ=+|Z|dZdZ(d|Z|)2(正负待定)

于是,复数便有了三种乘法了。它们代表的意义都不一样!复数原来的乘法是一种旋转和伸长,而点积和叉积分别是有关两个复数的夹角的余弦和正弦。

这是用复数研究三体问题周期轨道时所悟到的思想,特此记录!

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苏剑林. (Feb. 04, 2011). 《[更新]将向量乘法“退化”到复数 》[Blog post]. Retrieved from https://spaces.ac.cn/archives/1188

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        title={[更新]将向量乘法“退化”到复数},
        author={苏剑林},
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