空間正交基的定義 正交矩陣

2021-10-25 13:30:34 字數 1007 閱讀 3887

正交:可以簡單理解成就是垂直.

正交矩陣の定義:滿足

這個怎麼理解呢?

我們假設a是乙個列向量矩陣,標識為 a=[

從上推導可以看出:任意

①如果i和j不相等:則

=0, 那就是說這兩個向量垂直.

②如果i和j相等:則

=1, 那就是說:向量自身的內積為1,也就是:向量是單位向量(模為1的向量).

對於正交矩陣,組成它的列向量 構成了乙個空間的基,稱之為:規範正交基。 而我們知道:對於乙個空間而言,我們是可以找到很多個不同的基來表示的(參考相似矩陣的基底變換),那對於乙個空間:假設已知的基底是非規範正交基,有什麼辦法獲取到它的規範正交基呢?【施密特正交法】。

凡是正交矩陣,一定可以對角化

, 也就是說乙個矩陣a可以轉為乙個對角陣b.

2. 正交矩陣:本身就是相互垂直,只是說它不見得是各個標準軸。以三維空間為例,我們希望正交矩陣是:

但是實際上他很可能是下邊這個樣子:

亦即以z軸為中心逆時針旋轉了45°, 此時向量a,b,c依然相互正交,但是其列向量並不都在標準軸上.

而對角化的結果是乙個對角矩陣,本質就是把矩陣列向量都放到標準軸上。 那麼很顯然:正交矩陣一定可以做到! 所以有個zhihu博主說的很對:

所以結論就是:凡是正交矩陣一定可以對角化

注意了,正交矩陣の每個列向量都是單位向量,所以對角化後,按道理得到的是乙個單位矩陣。

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