В более компактной векторной записи тождество Лагранжа выражается как: [ 3 ]
где a и b — n -мерные векторы, компоненты которых являются действительными числами. Расширение до комплексных чисел требует интерпретации скалярного произведения как скалярного произведения или эрмитова скалярного произведения. Явно для комплексных чисел тождество Лагранжа можно записать в виде: [ 4 ]
включая абсолютное значение . [ 5 ] [ 6 ]
Следовательно, ее можно рассматривать как формулу, которая дает длину клинового произведения двух векторов, которая представляет собой площадь определяемого ими параллелограмма, в терминах скалярного произведения двух векторов, как
Используя определение угла, основанное на скалярном произведении (см. также неравенство Коши – Шварца ), левая часть равна
где θ — угол, образованный векторами a и b . Площадь параллелограмма со сторонами | а | и | б | а угол θ , как известно в элементарной геометрии, равен
поэтому левая часть тождества Лагранжа представляет собой квадрат площади параллелограмма. Перекрестное произведение, появляющееся в правой части, определяется выражением
который представляет собой вектор, компоненты которого равны по величине площадям проекций параллелограмма на плоскости yz , zx и xy соответственно.
Для a и b как векторов в R 7 тождество Лагранжа принимает тот же вид, что и в случае R 3 [ 9 ]
Однако векторное произведение в 7 измерениях не обладает всеми свойствами векторного произведения в 3 измерениях. Например, направление a × b в 7-мерном измерении может быть таким же, как направление c × d, хотя c и d линейно независимы от a и b . Кроме того, семимерное векторное произведение несовместимо с тождеством Якоби . [ 9 ]
Векторная форма следует из тождества Бине-Коши, если установить c i = a i и d i = b i . Вторая версия следует за тем, что c i и d i обозначают комплексно-сопряженные числа a i и b i соответственно ,
Вот и прямое доказательство. [ 11 ] Разложение первого члена в левую часть равно:
( 1 )
что означает, что произведение столбца a s и строки b s дает (сумму элементов) квадрат ab s , который можно разбить на диагональ и пару треугольников по обе стороны от диагонали. .
Второй член в левой части тождества Лагранжа можно расширить как:
( 2 )
это означает, что симметричный квадрат можно разбить на диагональ и пару равных треугольников по обе стороны от диагонали.
Чтобы развернуть суммирование в правой части тождества Лагранжа, сначала разверните квадрат внутри суммирования:
Распределим суммирование в правой части,
Теперь поменяйте индексы i и j второго члена в правой части и переставьте множители b третьего члена, получив:
( 3 )
Вернемся к левой части тождества Лагранжа: оно состоит из двух членов, заданных в расширенной форме уравнениями ( 1 ) и ( 2 ). Первый член в правой части уравнения ( 2 ) в конечном итоге отменяет первый член в правой части уравнения ( 1 ), что дает
Нормированные алгебры с делением требуют, чтобы норма произведения была равна произведению норм. Тождество Лагранжа демонстрирует это равенство.
Тождество произведения, используемое здесь в качестве отправной точки, является следствием нормы равенства произведения с произведением нормы для скаторных алгебр. Это предложение, первоначально представленное в контексте деформированной метрики Лоренца, основано на преобразовании, вытекающем из операции произведения и определения величины в гиперболической скаторной алгебре. [ 12 ]
Тождество Лагранжа можно доказать разными способами. [ 4 ]
Позволять быть комплексными числами, а верхняя черта представляет собой комплексно-сопряженное число.
Идентичность продукта сводится к комплексному тождеству Лагранжа, когда рассматриваются члены четвертого порядка в разложении в ряд.
Чтобы доказать это, разверните продукт в левой части идентичности продукта с точки зрения
ряд до четвертого порядка. Для этого напомним, что произведения вида можно разложить в суммах как
где означает термины третьего порядка или выше в .
Два фактора в правой части также записаны в виде рядов
Произведение этого выражения до четвертого порядка равно
Подстановка этих двух результатов в идентичность продукта дает
Произведение двух рядов сопряженных чисел можно выразить как ряд, включающий произведение сопряженных членов. Произведение сопряженного ряда – это таким образом
Члены последних двух серий на LHS сгруппированы как
чтобы получить комплексное тождество Лагранжа:
Что касается модулей,
Тождество Лагранжа для комплексных чисел было получено простым
идентичность продукта. Вывод для реалов, очевидно, еще более краток. Поскольку неравенство Коши–Шварца является частным случаем тождества Лагранжа, [ 4 ] этот
доказательство — еще один способ получить неравенство CS. Члены более высокого порядка в ряду создают новые идентичности.
^ Роберт Э. Грин ; Стивен Дж. Кранц (2006). «Упражнение 16». Теория функций одной комплексной переменной (3-е изд.). Американское математическое общество. п. 22. ISBN 0-8218-3962-4 .
^ Джек Б. Койперс (2002). «§5.6 Норма» . Кватернионы и последовательности вращения: учебник для начинающих по орбитам . Издательство Принстонского университета. п. 111. ИСБН 0-691-10298-8 .
^ М. Фернандес-Гуасти, Альтернативная реализация состава релятивистских скоростей , Оптика и фотоника 2011, том. 8121 Природа света: Что такое фотоны? IV, стр. 812–108–1–11. СПАЙ, 2011.
Arc.Ask3.Ru Номер скриншота №: 69495b8be9091a505643add66acee221__1715649600 URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/69/21/69495b8be9091a505643add66acee221.html Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1: Lagrange's identity - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)