Ортогональний базис — система елементів лінійного простору зі скалярним добутком, що має властивість повноти.
Скінченновимірний випадок
Ортогональний базис — базис, складений з попарно ортогональних векторів.
Ортонормований базис задовольняє ще й умові одиничності норми всіх його елементів. Тобто це ортогональний базис з нормованими елементами.
Останній зручно записується за допомогою символу Кронекера:
тобто скалярний добуток кожної пари базисних векторів дорівнює нулю, коли вони не збігаються (), і дорівнює одиниці при однаковому індексі, тобто коли береться скалярний добуток будь-якого базисного вектора з самим собою.
Дуже багато викладок записуються в ортогональному базисі набагато простіше, ніж у довільному, тому часто намагаються використовувати саме такі базиси, якщо тільки це можливо, або якщо використання якогось спеціального неортогонального базису не дає особливих спеціальних зручностей. Або якщо не відмовляються від неї на користь базису загального вигляду з міркувань загальності.
Ортонормований базис є самодуальним (дуальний йому базис збігається з ним самим). Тому в ньому можна не робити відмінності між верхніми і нижніми індексами, і користуватися, скажімо, тільки нижніми (як звичайно і прийнято, якщо звичайно при цьому використовуються тільки ортонормований базис).
Лінійна незалежність випливає з ортогональності, тобто досягається для ортогональної системи векторів автоматично.
Коефіцієнти у розкладанні вектора по ортогональному базису:
можна знайти так:
- .
Аналогічні співвідношення мають місце і для нескінченновимірного випадку (див. нижче).
Нескінченновимірний випадок
Ортогональний базис — система попарно ортогональних елементів Гільбертового простору така, що будь-який елемент однозначно представляється у вигляді ряду, що сходиться за нормою
що називається ряд Фур'є елемента за системою .
Див. також
Джерела
- Гельфанд И. М. Лекции по линейной алгебре. — Москва : Наука, 1998. — 320 с. — .(рос.)
- Морен К. Методы гильбертова пространства. М.: Мир, 1965.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ortogonalnij bazis sistema elementiv linijnogo prostoru zi skalyarnim dobutkom sho maye vlastivist povnoti Skinchennovimirnij vipadokOrtogonalnij bazis bazis skladenij z poparno ortogonalnih vektoriv Ortonormovanij bazis zadovolnyaye she j umovi odinichnosti normi vsih jogo elementiv Tobto ce ortogonalnij bazis z normovanimi elementami Ostannij zruchno zapisuyetsya za dopomogoyu simvolu Kronekera e i e j d i j displaystyle e i e j delta ij tobto skalyarnij dobutok kozhnoyi pari bazisnih vektoriv dorivnyuye nulyu koli voni ne zbigayutsya i j displaystyle i neq j i dorivnyuye odinici pri odnakovomu indeksi tobto koli beretsya skalyarnij dobutok bud yakogo bazisnogo vektora z samim soboyu Duzhe bagato vikladok zapisuyutsya v ortogonalnomu bazisi nabagato prostishe nizh u dovilnomu tomu chasto namagayutsya vikoristovuvati same taki bazisi yaksho tilki ce mozhlivo abo yaksho vikoristannya yakogos specialnogo neortogonalnogo bazisu ne daye osoblivih specialnih zruchnostej Abo yaksho ne vidmovlyayutsya vid neyi na korist bazisu zagalnogo viglyadu z mirkuvan zagalnosti Ortonormovanij bazis ye samodualnim dualnij jomu bazis zbigayetsya z nim samim Tomu v nomu mozhna ne robiti vidminnosti mizh verhnimi i nizhnimi indeksami i koristuvatisya skazhimo tilki nizhnimi yak zvichajno i prijnyato yaksho zvichajno pri comu vikoristovuyutsya tilki ortonormovanij bazis Linijna nezalezhnist viplivaye z ortogonalnosti tobto dosyagayetsya dlya ortogonalnoyi sistemi vektoriv avtomatichno Koeficiyenti u rozkladanni vektora po ortogonalnomu bazisu a a 1 e 1 a 2 e 2 a n e n displaystyle mathbf a a 1 mathbf e 1 a 2 mathbf e 2 a n mathbf e n mozhna znajti tak a i a e i e i e i displaystyle a i frac mathbf a mathbf e i mathbf e i mathbf e i Analogichni spivvidnoshennya mayut misce i dlya neskinchennovimirnogo vipadku div nizhche Neskinchennovimirnij vipadokOrtogonalnij bazis sistema poparno ortogonalnih elementiv e 1 e 2 e n displaystyle e 1 e 2 e n Gilbertovogo prostoru X displaystyle X taka sho bud yakij element x X displaystyle x in X odnoznachno predstavlyayetsya u viglyadi ryadu sho shoditsya za normoyu x n 1 a n e n displaystyle x sum n 1 infty a n e n sho nazivayetsya ryad Fur ye elementa x displaystyle x za sistemoyu e n displaystyle e n Div takozhOrtonormovanij bazis Bazis matematika Ortogonalizaciya Proces Grama ShmidtaDzherelaGelfand I M Lekcii po linejnoj algebre Moskva Nauka 1998 320 s ISBN 5791300158 ros Moren K Metody gilbertova prostranstva M Mir 1965