正交
数学名词
正交是线性代数的概念,是垂直这一直观概念的推广。作为一个形容词,只有在一个确定的内积空间中才有意义。若内积空间中两向量内积为0,则称它们是正交的。如果能够定义向量间的夹角,则正交可以直观的理解为垂直。物理中:运动的独立性,也可以用正交来解释。
正交的含义
对于一般的希尔伯特空间, 也有内积的概念, 所以人们也可以按照上面的方式定义正交的概念。 特别的, 我们有n维欧氏空间中的正交概念, 这是最直接的推广。
和正交有关的数学概念非常多, 比如正交矩阵正交补空间、施密特正交化法、最小二乘法等等。
另外在此补充正交函数系的定义:在三角函数系中任何不同的两个函数的乘积在区间[-π,π]上的积分等于0,则称这样的三角函数组成的体系叫正交函数系。
各种正交概念
正交子空间
内积空间中两向量内积为0,则它们正交。类似地,若内积空间中的向量v与子空间A中的每个向量都正交,那么这个向量和子空间A正交。若内积空间的子空间A和B满足一者中的每个向量都与另一者正交,那么它们互为正交子空间
正交变换
正交变换是保持内积线性变换。即是说,对两个向量,它们的内积等于它们在函数T下的内积:
这也就是说,正交变换保持向量的长度不变,也保持两个向量之间的角度不变。
欧几里得空间的例子
在二维或三维的欧几里得空间中,两个向量正交当且仅当他们的点积为零,即它们成90°角。可以看出正交的概念正是在此基础上推广而来的。三维空间中,一条直线的正交子空间是一个平面,反之亦然。四维空间中,一条直线的正交子空间则是一个超平面
正交函数集
对于两个函数f和g,可以定义如下的内积:
这里引进一个非负的权函数
两个函数,是指它们带权的内积为零。
一个函数列{fi:i= 1, 2, 3, ... }如果满足:
其中
克罗内克函数, 那么{fi}就称为。
进一步地,如果{fi}满足:
就称{fi}为带权的标准正交函数族。
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参考资料
最新修订时间:2024-11-06 16:21
目录
概述
正交的含义
各种正交概念
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