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Produto Interno de r-Vetores

A definição de um produto interno generalizado em cada espaço tex2html_wrap_inline2539 é possível desde que o espaço vetorial E seja munido de um produto interno simples entre dois vetores. Este produto é indicado aqui pelos símbolos tex2html_wrap_inline2593 ou tex2html_wrap_inline2595 indiferentemente. É necessário que a forma bilinear tex2html_wrap_inline2595 seja simétrica e tenha sempre norma positiva, para quaisquer tex2html_wrap_inline2541 e tex2html_wrap_inline2601 . Denota-se o produto interno generalizado da seguinte forma

  equation169

\

Pode-se mostrar facilmente que h é alternado nos tex2html_wrap_inline2541 e nos tex2html_wrap_inline2607 separadamente, pois o determinante de uma matriz é uma função multilinear alternada das linhas e colunas dessa matriz. Isto, induz uma forma bilinear < tex2html_wrap_inline2611 carecterizada por

displaymath2613

  equation172

para quaisquer tex2html_wrap_inline2615 , tex2html_wrap_inline2617 . Esta forma é simétrica e tem norma positiva. O determinante acima é denominado Grammiano dos vetores tex2html_wrap_inline2499 que para o caso particular, r=2, pode ser representado pela desigualdade de Schwartz

  equation178

Para uma melhor compreensão do significado geométrico desta estrutura algébrica serão discutidas a seguir duas aplicações simples deste formalismo;

a) O produto exterior como uma área orientada.

Seja o produto escalar de um produto de 2-vetores

  equation182

no caso em que a e b são ortogonais temos que tex2html_wrap_inline2627 , assim a expressão acima é exatamente o quadrado da área de uma de uma superfície definida pelos vetores a e b. Isto é

  equation188


b) O produto exterior como um volume orientado.

É importante ressaltar que o comprimento tex2html_wrap_inline2633 , de um r-vetor decomponível, pode ser intrerpretado como o volume de um paralepípedo em tex2html_wrap_inline2635 . Como exemplo toma-se r=3 ( com os tex2html_wrap_inline2499 ortogonais) e tex2html_wrap_inline2641 , assim,

displaymath2643

  equation194

\

Como tex2html_wrap_inline2645 , para tex2html_wrap_inline2647 , devido à ortogonalidade de tex2html_wrap_inline2541 e ainda tex2html_wrap_inline2651 , tem-se que\

displaymath2653

  equation203

\

Assim, o comprimento de C será

  equation206

que é igual ao volume de um paralepípedo com lados tex2html_wrap_inline2657 , tex2html_wrap_inline2659 e tex2html_wrap_inline2661 .

Geometricamente o produto de Grassmann tex2html_wrap_inline2663 pode ser interpretado como área orientada, onde tex2html_wrap_inline2665 teria uma orientação oposta. Genericamente pode-se dizer que o produto tex2html_wrap_inline2667 definirá um hiper volume orientado. Numa terminologia simplificada diz-se que 0-vetor, 1-vetor, 2-vetores,... são denominados escalar, vetor, bivetor,... respectivamente.


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Kleber Mundim
Sun Jul 13 18:14:36 CDT 1997