标准正交基

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正交基和标准正交基

正交其实就是垂直的另一种说法

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正交向量组:一组向量,向量两两正交,正交向量组一定线性无关

证明线性无关:

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如果一个空间的一组基两两正交,则称这组基为一组正交基(无需限定非零,基中向量一定非零,否则会线性相关)。

如果一个空间的一组正交基,模均为1,则称这组基是一组标准正交基(类似于二维、三维的坐标系)。

使用一维投影找到向量u和v对于的正交向量:

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Gram-Schmidt过程

如下图所示,已知向量p1和p2正交,只需用w向p1和p2投影,并减去投影加和,便可得到w所对应的与p1和p2正交的向量。

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故而可得Gram-Schmidt过程(给定一组基求另外一组基的过程):

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标准正交矩阵

一组n维标准正交基v1,v2,V3,..,Vn 按照列的方式排成一个n阶方阵Q,称Q为标准正交矩阵

标准正交矩阵的重要性质:QTQ=IQ1=QTQ^T\cdot Q = I \Leftrightarrow Q^{-1} = Q^T

很显然,向量之间两两正交,故而相乘为0,只有和自己点乘为1:

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QR分解

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可用以化简线性方程组的求解。

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