正交歸一集

線性代數里,假若,內積空間的兩個向量是互相正交的,並且,兩個向量的範數都是 1 ,則稱這兩個向量互相具有正交規範性,又譯單范正交性正交歸一性

基本介紹

  • 中文名:正交歸一集
  • 外文名:Orthonormality
  • 別名:正交規範性
簡介,標準正交基,參看,

簡介

線性代數里,假若,內積空間的兩個向量是互相正交的,並且,兩個向量的範數都是 1 ,則稱這兩個向量互相具有正交規範性,又譯單范正交性正交歸一性。假若,一組向量全都是互相正交規範的,則稱這組向量為正交規範集。假若,這正交規範集形成了一個,則稱這集合為正交規範基

標準正交基

線性代數中,一個內積空間正交基(orthogonal basis)是元素兩兩正交。稱基中的元素為基向量。假若,一個正交基的基向量的模長都是單位長度1,則稱這正交基為標準正交基或"規範正交基"(Orthonormal basis)。
無論在有限維還是無限維空間中,正交基的概念都是很重要的。在無限維希爾伯特空間中,正交基不再是哈默爾基,也即是說不是每個元素都可以寫成有限個基中元素的線性組合。因此在無限維空間中,正交基應該被更嚴格地定義為由線性無關而且兩兩正交的元素組成、張成的空間是原空間的一個稠密子空間(而不是整個空間)的集合。
注意,在沒有定義內積的空間中,“正交基”一詞是沒有意義的。因此,一個具有正交基的巴拿赫空間,就是一個希爾伯特空間
正交基的存在性
運用佐恩引理和格拉姆-施密特正交化方法,可以證明每個希爾伯特空間都有基,並且有正交基。同一個空間的正交基的基數必然是相同的。當一個希爾伯特空間有可數個元素組成的正交基,就說這個空間是可分的。
哈默爾基
有前面的定義可以知道,在無窮維空間的情況下,正交基不再是一般線性代數的定義下的基。為了區分,把一般線性代數的定義下的基稱為哈默爾基。
在內積空間的實際套用中,哈默爾基甚少出現,因此提到“基”的概念時,一般指的是正交基。

參看

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