Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin

Tämän tutkielman tarkoituksena on näyttää, kuinka kolmiulotteisen reaaliavaruuden rotaatiot voidaan esittää kvaternioita käyttäen. Kvaterniot mielletään kompleksilukujen joukon laajennukseksi, mistä syystä tutkielman aluksi tarkastellaan kompleksilukujen joukkoa ja kompleksilukujen yhteyttä tason ki...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Kunttu, Veronika
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2019
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/64650
_version_ 1826225700773822464
author Kunttu, Veronika
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Kunttu, Veronika Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Kunttu, Veronika Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Kunttu, Veronika
datasource_str_mv jyx
description Tämän tutkielman tarkoituksena on näyttää, kuinka kolmiulotteisen reaaliavaruuden rotaatiot voidaan esittää kvaternioita käyttäen. Kvaterniot mielletään kompleksilukujen joukon laajennukseksi, mistä syystä tutkielman aluksi tarkastellaan kompleksilukujen joukkoa ja kompleksilukujen yhteyttä tason kiertoihin. Kun yhteys kompleksilukujen ja tason kiertojen välillä on osoitettu, on luontevaa siirtyä tarkastelemaan vastaavaa yhteyttä kvaternioiden ja avaruuden rotaatioiden välillä. Kvaternioiden joukossa on kompleksilukujen joukosta tutun imaginaariyksikön i lisäksi kaksi muuta imaginaarista yksikköä, j ja k. Kvaterniot ovat muotoa q = a1 + bi + cj + dk, missä luvut a, b, c ja d ovat reaalilukuja. Edelleen kvaternioiden osajoukkoja ovat puhtaiden kvaternioiden joukko Im(ℍ) = {bi + cj + dk : b, c, d ∈ ℝ} sekä reaalikvaternioiden joukko Re(ℍ) = {a1: a ∈ ℝ}. Erityisen kiinnostuneita tässä tutkielmassa ollaan puhtaiden kvaternioiden konjugointikuvauksesta, sillä puhtaiden kvaternioiden konjugointi vastaa kolmiulotteisen reaaliavaruuden rotaatioita. Kvaternioita käytetään avaruuden rotaatioiden tarkastelussa, koska monimutkaisten kiertojen tarkastelu helpottuu huomattavasti kvaternioiden konjugointikuvauksen avulla. Avaruuden kierron määrittämiseksi konjugointikuvauksen avulla riittää, että tiedetään rotaation kiertoakseli u sekä kiertokulma θ, sillä kiertokulman ja -akselin avulla saadaan selville kvaterniokonjugoinnin määräävä kvaternio t.
first_indexed 2024-09-11T08:52:00Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Luisto, Rami", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Kunttu, Veronika", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2019-06-14T13:05:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2019-06-14T13:05:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2019", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/64650", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4n tutkielman tarkoituksena on n\u00e4ytt\u00e4\u00e4, kuinka kolmiulotteisen reaaliavaruuden rotaatiot voidaan esitt\u00e4\u00e4 kvaternioita k\u00e4ytt\u00e4en. Kvaterniot miellet\u00e4\u00e4n kompleksilukujen joukon laajennukseksi, mist\u00e4 syyst\u00e4 tutkielman aluksi tarkastellaan kompleksilukujen joukkoa ja kompleksilukujen yhteytt\u00e4 tason kiertoihin. Kun yhteys kompleksilukujen ja tason kiertojen v\u00e4lill\u00e4 on osoitettu, on luontevaa siirty\u00e4 tarkastelemaan vastaavaa yhteytt\u00e4 kvaternioiden ja avaruuden rotaatioiden v\u00e4lill\u00e4. Kvaternioiden joukossa on kompleksilukujen joukosta tutun imaginaariyksik\u00f6n i lis\u00e4ksi kaksi muuta imaginaarista yksikk\u00f6\u00e4, j ja k. Kvaterniot ovat muotoa q = a1 + bi + cj + dk, miss\u00e4 luvut a, b, c ja d ovat reaalilukuja. Edelleen kvaternioiden osajoukkoja ovat puhtaiden kvaternioiden joukko Im(\u210d) = {bi + cj + dk : b, c, d \u2208 \u211d} sek\u00e4 reaalikvaternioiden joukko Re(\u210d) = {a1: a \u2208 \u211d}. Erityisen kiinnostuneita t\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa ollaan puhtaiden kvaternioiden konjugointikuvauksesta, sill\u00e4 puhtaiden kvaternioiden konjugointi vastaa kolmiulotteisen reaaliavaruuden rotaatioita. Kvaternioita k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n avaruuden rotaatioiden tarkastelussa, koska monimutkaisten kiertojen tarkastelu helpottuu huomattavasti kvaternioiden konjugointikuvauksen avulla. Avaruuden kierron m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miseksi konjugointikuvauksen avulla riitt\u00e4\u00e4, ett\u00e4 tiedet\u00e4\u00e4n rotaation kiertoakseli u sek\u00e4 kiertokulma \u03b8, sill\u00e4 kiertokulman ja -akselin avulla saadaan selville kvaterniokonjugoinnin m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4v\u00e4 kvaternio t.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2019-06-14T13:05:42Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2019-06-14T13:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2019", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "57", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kvaterniot", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "avaruuden rotaatiot", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201906143241", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikan opettajankoulutus", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Teacher education programme in Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4041", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kompleksiluvut", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_64650
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:44Z
main_date 2019-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2019
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/068b9be1-100e-4a70-83c6-ee960f198978\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201906143241.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2019
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Kunttu, Veronika Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin kvaterniot avaruuden rotaatiot Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics 4041 kompleksiluvut
title Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin
title_full Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin
title_fullStr Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin
title_full_unstemmed Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin
title_short Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin
title_sort kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin
title_txtP Kvaterniot ja niiden yhteys avaruuden rotaatioihin
topic kvaterniot avaruuden rotaatiot Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics 4041 kompleksiluvut
topic_facet 4041 Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics avaruuden rotaatiot kompleksiluvut kvaterniot
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/64650 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201906143241
work_keys_str_mv AT kunttuveronika kvaterniotjaniidenyhteysavaruudenrotaatioihin