线性代数(六)正交性

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线性代数(六)正交性

2024-01-12 16:20| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 一:内积、长度、正交性1.1内积1.2长度1.3正交向量1.4总结 二:正交集2.1定义2.2定理--正交基2.3正交投影2.4单位正交集 三:正交矩阵3.1单位正交列向量3.2性质3.3正交矩阵初入门 四:拉格姆-施密特方法4.1定义4.2步骤4.3例子4.4QR分解

一:内积、长度、正交性 1.1内积

1.定义: 在这里插入图片描述

2.定理: 在这里插入图片描述 注:从上面的性质可以简单总结出其是符合“对加法、对乘法封闭的”。

1.2长度

1.定义: 在这里插入图片描述

2.单位向量

在这里插入图片描述

3.n维空间的距离

在这里插入图片描述

1.3正交向量

在这里插入图片描述 注:补充定理 在这里插入图片描述

1.4总结

以上比较简单,但是有时候总是忘,可能是年纪大了,留着简单回顾吧!!!!!!!!!

二:正交集 2.1定义

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

2.2定理–正交基

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 注:因为正交基的优越性,其必然是在当前子空间的线性无关集,所以两两正交,从而对于子空间内的任一个由其表示的向量已知的时候,对于权重由于线性无关集的正交性从而比较容易求出,了解即可!!!!

2.3正交投影

在这里插入图片描述 注:这部分简单总结如下,一个向量往另一个向量(所在直线的所有)投影的过程。

几何解释: 在这里插入图片描述 注:这部分则是将投影和正交基结合起来,可以看到定理5其实就是投影的权重系数,所以一个n维空间的向量可以由其空间的n个正交基表示,这也就是线性表示!!!!!!!!!!

2.4单位正交集

在这里插入图片描述 注:其实就是标准正交基!!

三:正交矩阵 3.1单位正交列向量

在这里插入图片描述 注:此时,不是单位正交矩阵,因为不是方阵!

3.2性质

在这里插入图片描述 注: 在这里插入图片描述具体证明参照例题,P340页自己看书吧。

3.3正交矩阵初入门

正交矩阵: 一个可逆的方阵,并且转置矩阵等于逆矩阵。—行向量组是正交集、列向量组是正交集。 当矩阵是方阵的时候,上面的定理6和定理7就非常有用了,对于定理6:此时的矩阵就是标准正交矩阵。

注: 正交矩阵在第七章节会发挥更大的作用,现在了解即可,第七章见---------------待

四:拉格姆-施密特方法 4.1定义

在这里插入图片描述 注:这里每个向量都是n维的,但是根据向量的个数,可以构造其不同子空间下的正交基和标准正交基~

4.2步骤

在这里插入图片描述 注:标准正交基则在其基础上进一步做单位向量即可,了解即可-----------------证明见参考书吧~~~

4.3例子

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 注:给出两个例子,有兴趣自己看看吧。

4.4QR分解

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 注:知道得了。。。。。。

参考书籍:线性代数及其应用(原书第5版) 书籍下载:https://download.csdn.net/download/qq_37534947/13115301



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