正交基

2018-06-01 12:17:29 浏览数 (1)

一、正交向量组的概念与求法

1、正交的概念

如果向量,

则称两个向量正交,零向量与任何向量正交。

2、正交向量组概念

若一非零向量组中的向量两两正交,则称该向量组为正交向量组。

3、正交向量组的性质
定理1 若n维向量

是一组两两正交的非零向量组则

线性无关。
证明 设有

使得

左乘上式两端得

从而有

同理可得

线性无关。

4、规范正交基

定义了内积的实向量空间

称为n维欧几里得空间(Euclidean space),在

中, (1)由单位向量构成的正交组叫做规范正交组(或标准正交组); (2)称含有n个向量的规范正交组

的一个规范正交基(或标准正交基),即满足

例如

的一个规范正交基。

同理

也为

的一个规范正交基。

5 求规范正交基的方法

是向量空间V的一个极大无关组,要求V的一个规范正交基,就是找一组两两正交的单位向量

使

等价,这样一个问题,称为把

这个极大无关组规范正交化。

(1)正交化,取

那么

两两正交,且与

等价。

(2)单位化,取

那么

为V的一个规范正交基

上述由线性无关向量组

构造出的正交向量组

的过程称为斯密特正交化过程。

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