Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ALGEBRA

.pdf
Скачиваний:
159
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
8 Мб
Скачать
☆

Пусть a¯1, a¯2, . . . , a¯n произвольный базис про-

странства En. Процесс ортогонализации

Шмидта состоит в следующем:

 

1. Полагают

 

¯

(3.4)

b1 = a¯1.

•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit

2. Вычисляют

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

−

(a¯2, b1)¯ ¯ ¯

 

(3.5)

 

 

 

b2 = a¯2

(¯b1, ¯b1)b1, b1 b2.

Процесс ортогонализации Шмидта

 

 

Если ~a1, ~a2 V2(π), то

 

 

 

 

 

 

~

= ~a2

 

(~a2,~b1)~

= ~a2

 

 

~b1

~ ~

b2

−

~ ~

b1

 

пр~b1 ~a2

~

, b1

b2.

 

 

(b1, b1)

 

 

−

·

|b1|

 

 

 

 

 

 

•First •Prev

•Next

•Last •Go Back •Full Screen

•Close •Quit

 

 

 

 

 

¯

¯

¯

I+1. Eсли уже построены векторы b1, b2, ..., bi,

то

 

 

 

i

 

 

 

 

¯bi+1 = a¯i+1 +

¯bj,

 

(3.6)

 

X λj

 

где

 

 

 

j=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

λj = −

(a¯i+1, bj)

 

 

 

 

(3.7)

 

(¯bj, ¯bj) ,

j = 1, 2, . . . , i,

 

найдены из условия ортогональности вектора

¯

 

 

¯

¯

¯

 

 

bi+1

ко всем векторам b1, b2, . . . , bi.

 

 

 

 

•First

•Prev

•Next •Last

•Go Back •Full Screen •Close •Quit

Продолжая этот процесс ортогонализации, че-

рез n шагов получим ортогональный

базис

¯ ¯

¯

 

n

, нормируя кото-

b1, b2, . . . , bn пространства E

 

рый получим ортонормированный базис

 

 

¯

¯

¯

 

 

b1

b2

bn

(3.8)

 

|¯b1|,

|¯b2|, · · · , |¯bn|

пространства En.

 

 

 

 

 

 

•First •Prev •Next

•Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit

Пример 117. Исходя из линейно независимой

системы векторов

 

 

 

a¯1 = (0, 0, 1), a¯2 = (1, −1, 0), a¯3 = (1, 1, −1) E3

(см. пример 21), методом ортогонализации

Шмидта построить ортонормированный базис

пространства E3.

 

 

 

¯

(3.4)

a¯1 = (0, 0, 1).

Решение. 1. Положим b1

=

 

•First •Prev

•Next

•Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit

 

 

¯

(3.5)

a¯2

 

¯

 

2. Найдём вектор b2

=

+ λ

· b1, где

 

 

 

¯

 

0

 

 

 

λ = −

(a¯2, b1) (3.1)

 

 

 

(¯b1, ¯b1)

=

− 1

= 0.

 

¯

= a¯2 = (1, −1, 0).

 

 

 

 

Итак b2

 

 

 

 

 

 

•First •Prev •Next •Last

•Go Back

•Full Screen •Close •Quit

3. Найдём вектор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

(3.6)

a¯3 + λ1 ·

¯

 

 

¯

где

b3

=

b1

+ λ2 · b2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.7)

 

(a¯

 

¯

)

 

3.1)

 

1

 

λ

 

3

, b

(

 

= 1,

1

=

 

−

 

1

 

=

 

−

−

 

 

 

(¯b1, ¯b1)

 

 

 

1

 

 

 

(3.7)

 

 

¯

 

 

 

 

0

 

 

 

(a¯3, b2) (3.1)

 

 

λ2

=

− (¯b2, ¯b2)

=

− 2

= 0.

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

¯

T.5

 

 

Следовательно b3 = a¯3 + b1

= (1, 1, 0).

 

 

 

 

 

•First •Prev

•Next

•Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit

Итак мы построили ортогональную систему

векторов:

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

¯

 

 

¯

 

 

(3.9)

b1 = (0, 0, 1), b2 = (1, −1, 0), b3 = (1, 1, 0),

причём

 

 

 

 

 

 

 

¯

Опр.48

¯

Опр.48

√

¯

 

Опр.48 √

2.

|b1|

=

1, |b2|

=

2, |b3|

=

 

 

 

•First •Prev

•Next

•Last

•Go Back •Full Screen •Close •Quit

4. Нормируя систему (3.9), получим ортонор-

мированный базис пространства E3:

 

 

 

 

 

 

e¯1

= (0, 0, 1), e¯2

 

1

1

 

 

 

1

,

1

 

 

 

=

,

−

, 0

, e¯3 =

 

 

 

 

, 0 .

 

 

 

√2

√2

 

 

√2

 

√2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•First

•Prev •Next

•Last •Go Back

•Full Screen

•Close

•Quit

Пусть (e¯1, e¯2, . . . , e¯n) ортонормированный ба-

зис в пространстве E.

Тогда для любых двух векторов x,¯ y¯ E име-

ем:

x¯ = x1e¯1 + x2e¯2 + · · · + xne¯n,

y¯ = y1e¯1 + y2e¯2 + · · · + yne¯n

и

(x,¯ y¯) = x1y1 + x2y2 + · · · + xnyn.

Всякий базис линейного пространства Rn яв-

ляется одновременно базисом евклидова про-

странства En, и наоборот.

•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]