[数学]——施密特正交化的几何含义

  • Post author:
  • Post category:其他




前言

给定一个向量组,如果要是向量组中的向量两两正交,则需要对向量组做施密特正交化。



解释

假设向量组为



(

α

1

.

α

2

,

.

.

.

.

.

α

n

)

(α_1.α_2,…..α_n)






(



α










1


















.



α










2


















,




.


.


.


.


.



α










n


















)





,那就一步一步来做:



第一步,确定基准





α

1

α_1







α










1





















为基准,也就是



β

1

=

α

1

β_1 = α_1







β










1




















=









α










1






















第二步,消除α_2在α_1上的分量,使得两者正交

(确定方向):首先求



α

1

α_1







α










1





















这个方向的单位向量,为



α

1

/

α

1

α_1/||α_1||







α










1


















/









α










1




























(确定长度):再求



α

2

α_2







α










2

























α

1

α_1







α










1





















上面的投影:





c

o

s

(

θ

)

=

(

α

1

,

α

2

)

/

α

1

α

1

cos(θ) = (α_1,α_2)/||α_1||||α_1||






c


o


s


(


θ


)




=








(



α










1


















,





α










2


















)


/









α










1































α










1





























所以,





α

2

c

o

s

(

θ

)

=

(

α

1

,

α

2

)

/

α

1

||α_2||cos(θ)=(α_1,α_2)/||α_1||













α










2
























c


o


s


(


θ


)




=








(



α










1


















,





α










2


















)


/









α










1





























(计算分量):投影乘上方向上的单位向量,就得到了



α

2

α_2







α










2

























α

1

α_1







α










1





















方向上的分量,为



[

(

α

1

,

α

2

)

/

α

1

]

[

α

1

/

α

1

]

=

(

α

1

,

α

2

)

/

(

α

1

,

α

2

)

α

1

[(α_1,α_2)/||α_1||] * [ α_1/||α_1||] =(α_1,α_2) / (α_1,α_2) * α_1






[


(



α










1


















,





α










2


















)


/









α










1
























]













[



α










1


















/









α










1
























]




=








(



α










1


















,





α










2


















)


/


(



α










1


















,





α










2


















)














α










1





















。其中,



α

1

=

β

1

α_1 = β_1







α










1




















=









β










1





















,(,)表示内积。



第三步,消除α_3在α_2和α_1上的分量

…以此类推



版权声明:本文为jokerxsy原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。