Multivecteur
Un multivecteur est le rĂ©sultat d'un produit dĂ©fini pour les Ă©lĂ©ments d'un espace vectoriel V. Un espace vectoriel muni d'une opĂ©ration linĂ©aire de produit entre ses Ă©lĂ©ments est une algĂšbre; on peut compter parmi les exemples d'algĂšbres sur un corps celles des matrices et des vecteurs.[1] - [2] - [3]. L'algĂšbre des multivecteurs est construite grĂące au produit extĂ©rieur ⧠et est liĂ©e Ă lâalgĂšbre extĂ©rieure des formes diffĂ©rentielles[4].
L'ensemble des multivecteurs d'un espace vectoriel V est graduĂ© par le nombre de vecteurs de la base de V qui forment un multivecteur de lâensemble. Un multivecteur produit de p vecteurs de base est appelĂ© multivecteur de grade p, ou p-vecteur. La combinaison linĂ©aire de p-vecteurs de base forme un espace vectoriel notĂ© Îp(V). Le grade maximal d'un multivecteur est la dimension de V.
Le produit d'un p-vecteur et d'un k-vecteur est un (k + p)-vecteur, l'ensemble des combinaisons linĂ©aires de tous les multivecteurs sur V est une algĂšbre associative et close par le produit extĂ©rieur. Cette algĂšbre, notĂ©e Î(V), est appelĂ©e l'algĂšbre extĂ©rieure de V[5].
DĂ©finition
Soit ân l'espace euclidien, muni de sa base orthonormĂ©e canonique
Si l'on se donne m vecteurs , on peut utiliser le produit extérieur pour former ce qu'on appelle un multivecteur ou encore m-vecteur :
Si l'on note , alors l'espace des m-vecteurs sur ân, notĂ© usuellement Îmân, est un espace vectoriel dont les Ă©lĂ©ments sont de la forme :
Un multivecteur est dit dĂ©composable s'il peut ĂȘtre Ă©crit comme produit extĂ©rieur de vecteurs de ân. Par exemple sur â4, c'est le cas de mais pas de .
Propriétés
Cet espace est muni d'une base canonique qui est
donc sa dimension est le coefficient binomial .
De plus, cette base définit un produit scalaire sur cet espace.
Si m = n, alors
Interprétation
L'idée géométrique sous-jacente aux multivecteurs est de représenter un sous-espace vectoriel P de dimension m, dont l'expression en donnerait la base orientée.
Si l'on prend une autre base orientée de P, son produit extérieur est un multiple positif de v.
Si est une base orthonormée, alors
si et seulement si ces vecteurs sont liés.
Notes et références
Références
- F. E. Hohn, Elementary Matrix Algebra, Dover Publications, 2011
- H. Kishan, Vector Algebra and Calculus, Atlantic Publ., 2007
- L. Brand, Vector Analysis, Dover Publications, 2006
- H. Flanders, Differential Forms with Applications to the Physical Sciences, Academic Press, New York, NY, 1963
- (en) Baylis, Theoretical methods in the physical sciences: an introduction to problem solving using Maple V, BirkhÀuser, (ISBN 0-8176-3715-X, lire en ligne), p. 234, see footnote
- (en) Cet article est partiellement ou en totalitĂ© issu de lâarticle de WikipĂ©dia en anglais intitulĂ© « Multivector » (voir la liste des auteurs).
Articles connexes
Bibliographie
- (en) Frank Morgan (en), Geometric Measure Theory: A Beginner's Guide
- (en) Hassler Whitney, Geometric Integration Theory