Внешняя алгебра


Соответствующее произведение ∧ на внешней алгебре ∧V называется внешним произведением или клиновым произведением . Каждый элемент ∧V представляет собой сумму элементов v 1 ∧ ... ∧ v k , где . Элемент такой формы называется k -лезвием ; он соответствует натянутому ими ориентированному параллелоэдру .

Элементы из ∧kV называются k - мультивекторами и задаются суммой k -лопастей ; это абстракция ориентированных длин, площадей , объемов и, в более общем плане, ориентированных k -объемов для k ≥ 0 .

Внешний продукт алгебры ∧ удовлетворяет знакопеременному свойству vv = 0 для всех . В силу дистрибутивности и линейности это также означает, что он антисимметричен : uv = - vu . В более общем смысле, любое лезвие меняет знак всякий раз, когда меняются местами два соседних вектора. Негатив любой k- лезвия соответствует параллелоэдру с противоположной ориентацией.

Напомним тензорную алгебру TV . Как векторное пространство оно натянуто на символы v 1 ⊗ ... ⊗ v k для k ≥ 0 и v iV , и единственными отношениями являются те, которые определяют, что эти объекты являются линейными по каждой переменной v i .

V наследует структуру градуированной алгебры от TV . Элемент ∧ V можно записать (неоднозначно) как конечную сумму

где каждая буква является элементом V и k i , n ≥ 0 . Он называется k -вектором, если все k i = k , и в этом случае его ранг равен минимальному n , для которого его можно записать в приведенной выше форме. k -векторы первого ранга


Ориентация определяется упорядоченным набором векторов.
Обратная ориентация соответствует отрицанию внешнего продукта.
Геометрическая интерпретация элементов степени n в реальной внешней алгебре для n = 0 (точка со знаком), 1 (направленный отрезок или вектор), 2 (ориентированный плоский элемент), 3 (ориентированный объем). Внешний продукт n векторов можно визуализировать как любую n -мерную форму (например, n - параллелотоп , n - эллипсоид ); с величиной ( гиперобъемом ) и ориентацией , определяемой ориентацией его ( n - 1) -мерной границы и тем, на какой стороне находится внутренняя часть. [3] [4]