正交因为00,所以零向量与任何向量都正交例1.在R中,设21042,34213,则有
5
2314024123640460
故与正交又有对任意0,有
41016425
2
故的长度为
255
11,故为单位向量
定义4若向量组a1a2am两两正交,则称其为正交向量组若向量a1a2am两两正交且都是单位向量时,则称其为规范正交组显然有
0ija1a2am为规范正交组ij1ij
例2.在R中,以下
个单位向量是规范正交组:
11002010
001
因为这个向量组又是R中的基,因此又称为R中的规范正交基在R中,通常记i100j010,k001,它们是三坐标轴上的单位向量,它们构成R中一个规范正交基以下的向量组
33
2
f1100,20
3
12
12
,30
1122
容易验证是规范正交组,也是R的规范正交基定理1若a1a2am是由非零向量组成的正交组,则它们必定线性无关证设数k1k2km使k1a1k2a2kmam0,则有
k1a1k2a2kmami0i0,i12m
根据内积性质,有
k11ikiiikmmi0
因为ji时,ji0,上式成为kiii0,因为i0,所以ii0,故有
ki0i12…m因此,a1a2am线性无关(证毕)
由此可知,规范正交组必是线性无关组,但反之不成立有时需要由一个线性无关向量组
a1a2am
构造出一个与之等价的规范正交组
e1e2em
这个问题称为将向量组a1a2am规范正交化斯密特(Schimidt)规范正交化的方法如下:取11,
22
211,11311322,1122m11mm1m111m1m1
33
…………………………………………
mm
容易验证1m两两正交,且与向量组1m等价再把它们单位化,即取
e1
1e22emm12m
则e1e2em为规范正交组,并且与a1a2am等价例2.在R中,设
3
1110T2101T3112T
试用斯密特方法,将其规范正交化解取11110
T
3
f22
33
r
