多重线性代数与张量代数

楔积

楔积是一种记住定向、拒绝重复的乘法。把两个向量做楔积,得到它们张成的有向平行四边形;交换顺序会翻转定向与符号,而一个向量与自身楔积为零,因为退化的平行四边形没有面积。它正是驱动外代数与有向体积计算的乘积。

形式地说,∧ 是外代数 Λ(V) 的乘法,由张量代数中的拼接在施加 v ∧ v = 0 后继承而来。定义性的恒等式有:对每个口的双线性、反对称性 v ∧ w = −w ∧ v,以及更一般的分次交换律:若 α 次数为 p、β 次数为 q,则 α ∧ β = (−1)^{pq} β ∧ α。一个 p-形式与一个 q-形式的楔积落在 p + q 次。

楔积 v_1 ∧ ... ∧ v_k 为零当且仅当 v_1、…、v_k 线性相关,故非零的可分解楔积对应于带定向与尺度的 k 维子空间——这正是普吕克坐标与格拉斯曼流形所利用的几何内涵。楔积也是微分形式演算的基石,并是行列式背后的运算。

在 R^2 中,(a e_1 + b e_2) ∧ (c e_1 + d e_2) = (ad − bc) e_1 ∧ e_2,因为 e_1 ∧ e_1 = e_2 ∧ e_2 = 0 且 e_2 ∧ e_1 = −e_1 ∧ e_2。系数 ad − bc 恰是 2 × 2 行列式——有向面积。

两个平面向量的楔积读出行列式 ad − bc。

又称
exterior product外积外積