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quaternion是什么意思,quaternion的意思翻译、用法、同义词、例句

输入单词

quaternion英标

英:/'kwə'tɜːnɪən/ 美:/'kwə'tɜːrnɪən/

常用词典

  • n. 四元数;四个一组;四人一组

  • 例句

  • Euler parameter is the normalized quaternion.

    欧拉参数是规范四元数。

  • Through it, we can get quaternion some characteristics.

    通过它,可以掌握四元数的一些特征。

  • Replaces the current quaternion with its natural logarithm.

    用当前四元数的自然对数替换此四元数。

  • The basic theory and the usage of quaternion are also been introduced.

    介绍了四元数法的基本原理及其在捷联系统中的用法;

  • To answer that, you first need to calculate the norm of your quaternion.

    答案在这,你首先需要计算你的四元数的平均值。

  • 同义词

  • n.|quartette/tetrad;[数]四元数;四个一组;四人一组

  • 专业解析

    四元数(Quaternion) 是数学中一种扩展复数概念的超复数系统,由爱尔兰数学家威廉·罗恩·哈密顿(William Rowan Hamilton)于1843年首次提出。它在三维空间旋转表示、计算机图形学、航空航天导航等领域有重要应用。

    一、数学定义

    四元数由一个实部和三个虚部构成,形式为: $$ q = a + bmathbf{i} + cmathbf{j} + dmathbf{k} $$ 其中:

    二、核心特性

    1. 非交换性

      四元数乘法不满足交换律(例如 $mathbf{i}mathbf{j} eq mathbf{j}mathbf{i}$),这是其与复数的关键区别。

    2. 旋转表示

      单位四元数(模长为1)可高效表示三维旋转。任意三维向量 $mathbf{v}$ 绕单位轴 $mathbf{u}$ 旋转角度 $theta$ 的操作,可通过四元数 $q = cosfrac{theta}{2} + sinfrac{theta}{2}(u_xmathbf{i} + u_ymathbf{j} + u_zmathbf{k})$ 实现,避免旋转矩阵的奇异性问题。

    3. 模长与逆元

      四元数的模定义为 $|q| = sqrt{a + b + c + d}$,其逆元为 $q^{-1} = frac{bar{q}}{|q|}$($bar{q} = a - bmathbf{i} - cmathbf{j} - dmathbf{k}$ 为共轭)。

    三、历史背景

    哈密顿在探索三维空间旋转时发现复数无法直接推广,最终在都柏林皇家运河旁提出四元数乘法规则,并将公式刻在布鲁姆桥(Brougham Bridge)上纪念。这一突破标志着超复数研究的开端。

    四、现代应用

    五、与旋转矩阵对比

    特性 四元数 旋转矩阵
    自由度 4(单位约束后为3) 9(正交约束后为3)
    插值平滑性 支持球面线性插值(Slerp) 线性插值会失真
    存储效率 4个浮点数 9个浮点数
    奇异性 无万向节死锁 存在奇点

    权威参考来源

    1. 哈密顿原始论文

      Hamilton, W. R. (1844). On Quaternions. Philosophical Magazine.

      伦敦皇家学会存档(需检索历史文献库)

    2. 数学经典教材

      Kuipers, J. B. (1999). Quaternions and Rotation Sequences. Princeton University Press.

      出版社链接

    3. 计算机图形学应用

      Eberly, D. (2010). 3D Game Engine Design. Morgan Kaufmann.

      Elsevier学术库

    四元数的发现标志着代数思想的重大飞跃,其高效的三维旋转表示机制持续推动着工程与科学领域的创新。

    网络扩展资料

    “quaternion” 是一个多领域术语,主要含义如下:


    1. 数学中的四元数

    四元数是复数的扩展,用于描述三维空间中的旋转。其一般形式为: $$ q = a + bmathbf{i} + cmathbf{j} + dmathbf{k} $$ 其中:

    特点:


    2. 文学与诗歌

    在古典文学中,“quaternion”可指四行诗或由四部分组成的作品(如但丁《神曲》的地狱篇有四个部分)。现代较少使用此含义。


    3. 词源

    源自拉丁语“quaterni”(四个一组),16世纪进入英语,最初指“四件套”或“四人组”,后逐渐演变为数学术语。


    常见应用场景


    发音:英 [kwəˈtɜːniən] / 美 [kwɑːˈtɜːrniən]
    示例:
    “Unity引擎使用四元数(quaternion)来处理3D旋转。”

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