ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Дмитрий Павлов / Запись

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ИНТЕРПРЕТАЦИИ КОМПЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛ.

10.11.2007
11:57
Хорошо известны две геометрические интерпретации комплексных чисел и операций над ними. Это обычная, связанная с точками (или свободными векторами) на евклидовой плоскости и т.н. стереографическая - на двухмерной сфере.
Несколько лет назад мелькнула идея попробовать дать комплексным числам принципиально иную геометрическую трактовку - как пар точек (или связанных векторов) на действительной прямой. На сколько я помню, все получалось достаточно логично, за исключением полной взаимнооднозначности связи геометрических и алгебраических объектов, но и с той, кажется, можно разобраться. Кто ни будь слышал об аналогичной трактовке, что из нее в конце концов получилось, или почему она оказалась невостребованной в геометри и алгебре?

Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

10.11.2007 15:39#
bayak
Геометрические интерпретации комплексных чисел.
Дмитрий, мне, например, довольно трудно представить такую интерпретацию. Понятно, что поскольку множество комплексных чисел изоморфно плоскости а последняя изоморфна декартову произведению двух вещественных прямых, то Ваша интерпретация имеет право на существование, но как там наглядно представить сложение и умножение векторов не понятно.
11.11.2007 11:23#
Геометрические интерпретации комплексных чисел.
За давностью лет могу что-то и попутать, но попытка новой интерпретации обычных комплексных чисел заключалась в том, что вместо привычной формы представления комплексного числа:
z=x+iy
принималась несколько иная:
z=(SQRT(r1)+i(SQRT(r2))^2=(r1-r2)+2iSQRT(r1r2).
Нетрудно видеть, что в этом случае модуль комплексного числа оказывается равным:
!z!=r1+r2
а аргумент:
arg(z)=arctg(2SQRT(r1r2)/(r1-r2))
Отсюда возникает и идея представлять любое комплексное число в виде отрезка на действительной прямой обладающего длиной и "фазой". Начало этого отрезка в точке -r2 слева от нуля, а конец в точке +r1 справа. Тогда модуль комплексного числа это длина этого отрезка, а аргумент - фаза, по сути, характеризующая, на сколько "отрицательная" часть отрезка больше положительной. Конечно комплексное сложение таких отрезков с фазой сильно отличается от привычного сложения отрезков без фаз, но потренировавшись - быстро привыкаешь. Замечательно, что при r2=0 все свойства так интерпретируемых комплексных чисел просто переходят в свойства действительных чисел. Кроме того, эта интерпретация без напряга расширяется и на двойные числа, которые в отличие от комплексных чисел оказываются отрезками, начала и концы которых лежат по одну сторону от нуля на действительной оси. То есть, в случае такой интерпретации не возникает необходимости менять геометрию двухмерной плоскости с евклидовой на псевдоевклидову, да и размерность в два раза меньшая, чем обычно, также сулит определенную пользу в последующем при распространении подобной интерпретации на гиперкомплексные числа с четырьмя и большим числом компонент..
11.11.2007 12:35#
putnik
Геометрические интерпретации комплексных чисел.
> ...вместо привычной формы представления комплексного числа:
z=x+iy
принималась несколько иная:
z=(SQRT(r1)+i(SQRT(r2))^2=(r1-r2)+2iSQRT(r1r2).
Нетрудно видеть, что в этом случае модуль комплексного числа оказывается равным:
!z!=r1+r2


1. В приведенной вами иной формуле не хватает закрывающей скобки.

2. А разве формула z=(SQRT(r1)+i(SQRT(r2)))2 эквивалентна z=x+iy ?
Эквивалентна будет z=(SQRT(r1))2+i(SQRT(r2))2.
Но это уже совсем другая формула...

Иллюстрации :
11.11.2007 13:07#
Геометрические интерпретации комплексных чисел.
1. Спкасибо за исправление опечатки.

2. Так предлагаемая интерпретация и не должна полностью быть аналогична обычной. Это однако не запрещает выразить r1 и r2 через x и y. То, что предложили с корешками Вы, вряд ли что-то поменяет в привычной интерпретации, а задача как раз в смене геометрического подхода и состояла. В конце концов, чуть ли не все позитивные моменты в ТФКП, равно как и в ее приложениях, так или иначе были связаны с интерпретацией, предложенной, кажется, Арганом. Мне интересно, если существует РАВНОПРАВНАЯ, НЕПРОТИВОРЕЧИВАЯ и при этом СОВЕРШЕННО ИНАЯ интерпретация - не может ли она привести к дополнительному прогрессу, причем не столько в самих комплексных числах (здесь по-моему все уже выжато), сколько в их расширениях на двойные и гиперкомплексные с большим числом компонент.

3. А что означает Ваш рисунок в контексте пунктов 1, 2?
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 655

Пользователей
в системе: 2774

Всего записей
и комментариев: 50223

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 17

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия