間違いしかありません.コメントにてご指摘いただければ幸いです(気が付いた点を特に断りなく頻繁に書き直していますのでご注意ください).

四元数において,可逆元とその逆元を左右から作用させる

qpq1

qpq1=qpq|q|2=1|q|2qpq=1w2+|V|2(w,V)(wp,Vp)(w,V)q=wxiyjzk=(w,V),(,ijk),V=xi+yj+zk=1w2+|V|2(wwpVVp,wVp+wpV+V×Vp)(w,V)q1q2=(w1,V1)(w2,V2)=(w1w2V1V2,w1V2+w2V1+V1×V2)=1w2+|V|2((wwpVVp)w(wVp+wpV+V×Vp)(V),(wwpVVp)(V)+w(wVp+wpV+V×Vp)+(wVp+wpV+V×Vp)×(V))q1q2=(w1,V1)(w2,V2)=(w1w2V1V2,w1V2+w2V1+V1×V2)=1w2+|V|2(w2wpwVVp+wVpV+wpVV+(V×Vp)V),wwpV+(VVp)V+w2Vp+wwpV+wV×Vp+V×(wVp+wpV+V×Vp))A×B=B×A=1w2+|V|2(w2wp+wp|V|2+(V×V)Vp,+(VVp)V+w2Vp+wV×Vp+wV×Vp+wpV×V+V×(V×Vp))(A×B)C=(B×C)A=(C×A)B,A×A=0,AA=|A|2=1w2+|V|2(wp(w2+|V|2),(VVp)V+w2Vp+2wV×Vp+(VVp)V(VV)Vp)A×(B×C)=(AC)B(AB)C=1w2+|V|2(wp(w2+|V|2),2(VVp)V+w2Vp+2wV×Vp|V|2Vp)AA=|A|2=1w2+|V|2(wp(w2+|V|2),2(VVp)V+(w2|V|2)Vp+2wV×Vp)

特殊なp, qを考える

ここで,q=(cos(θ2),sin(θ2)V)(|V|=1),p=(0,Vp)とする. qpq1=1cos2(θ2)+|sin(θ2)V|2(0(cos2(θ2)+|sin(θ2)V|2),2(sin(θ2)VVp)sin(θ2)V+(cos2(θ2)|sin(θ2)V|2)Vp+2cos(θ2)sin(θ2)V×Vp)=1cos2(θ2)+sin(θ2)|V|2(0,2sin2(θ2)(VVp)V+(cos2(θ2)sin2(θ2)|V|2)Vp+2cos(θ2)sin(θ2)V×Vp)=1cos2(θ2)+sin(θ2)1(0,2sin2(θ2)(VVp)V+(cos2(θ2)sin2(θ2)1)Vp+2cos(θ2)sin(θ2)V×Vp)=11(0,2sin2(θ2)(VVp)V+(cos2(θ2)sin2(θ2))Vp+2cos(θ2)sin(θ2)V×Vp)=(0,(1cos(θ))(VVp)V+cos(θ)Vp+sin(θ)V×Vp)2sin2(θ2)=sin2(θ2)+sin2(θ2)=(1cos2(θ2))+sin2(θ2)=1(cos2(θ2)sin2(θ2))=1cos(θ)cos2(θ2)sin2(θ2)=cos(θ2+θ2)=cos(θ)2cos(θ2)sin(θ2)=sin(θ2+θ2)=sin(θ)=(0,(VVp)Vcos(θ)(VVp)V+cos(θ)Vp+sin(θ)V×Vp)=(0,(VVp)V+cos(θ)(Vp(VVp)V)+sin(θ)V×Vp) 位置ベクトルVpを任意の回転軸V周りでθだけ回転させる計算に対応する.

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