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德根八平方恒等式


德根八平方恒等式是一个令人难以置信的多项式恒等式

 (a^2+b^2+c^2+d^2+e^2+f^2+g^2+h^2)(m^2+n^2+o^2+p^2+q^2+r^2+s^2+t^2) 
=(am-bn-co-dp-eq-fr-gs-ht)^2+(bm+an+do-cp+fq-er-hs+gt)^2+(cm-dn+ao+bp+gq+hr-es-ft)^2+(dm+cn-bo+ap+hq-gr+fs-et)^2+(em-fn-go-hp+aq+br+cs+dt)^2+(fm+en-ho+gp-bq+ar-ds+ct)^2+(gm+hn+eo-fp-cq+dr+as-bt)^2+(hm-gn+fo+ep-dq-cr+bs+at)^2
(1)

由丹麦数学家费迪南德·德根(Ferdinand Degen,1766-1825)于 1818 年左右发现。后来它被独立地重新发现两次:1843 年由法学家和数学家约翰·托马斯·格雷夫斯(John Thomas Graves,1806-1870)发现,1845 年由阿瑟·凯莱(Arthur Cayley,1821-1895)发现。由于该恒等式源于两个八元数的乘积的范数是范数的乘积这一事实,八元数有时被称为凯莱数。

给定一个形式为 n 个平方和的恒等式

 (x_1^2+...+x_n^2)(y_1^2+...+y_n^2)=z_1^2+...+z_n^2,
(2)

其中 z_i 是关于独立变量 x_iy_i 的双线性函数,阿道夫·赫维茨 (Adolf Hurwitz) 于 1898 年证明,只有当 n=1, 2, 4, 8 时,这样的恒等式才是可能的。 情况 n=2 对应于恒等式

 (a_1^2+a_2^2)(b_1^2+b_2^2)=(a_2b_1+a_1b_2)^2+(a_1b_1-a_2b_2)^2
(3)

而情况 n=4 对应于 欧拉四平方恒等式n=8 对应于德根八平方恒等式。

如果 z_i 只是 x_iy_i 的有理函数,那么阿尔布雷希特·普菲斯特 (Albrecht Pfister) 于 1967 年证明,可以找到 n 的任意 2 的幂的恒等式。


另请参阅

欧拉四平方恒等式, 斐波那契恒等式, 八元数

此条目由 Tito Piezas III 贡献

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参考资料

Piezas, T. "The Degen-Graves-Cayley Eight-Square Identity." http://www.geocities.com/titus_piezas/DegenGraves1.htm.

在 中引用

德根八平方恒等式

请引用为

Piezas, Tito III. "德根八平方恒等式。" 来自 --由 Eric W. Weisstein 创建的 Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/DegensEight-SquareIdentity.html

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