• 正文
    • 1.施密特正交化公式
    • 2.施密特正交化推导过程
    • 3.施密特正交化的几何意义
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

施密特正交化

2022/11/24 作者:eefocus_3880508
阅读需 3 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

正交向量组是一组非零的两两正交(即内积为0)的向量构成的向量组。几何向量的概念在线性代数中经由抽象化,得到更一般的向量概念。此处向量定义为向量空间的元素,要注意这些抽象意义上的向量不一定以数对表示,大小和方向的概念亦不一定适用。

1.施密特正交化公式

密特正交化(Schmidt orthogonalization)是求欧氏空间正交基的一种方法。从欧氏空间任意线性无关的向量组α1,α2,……,αm出发,求得正交向量组β1,β2,……,βm,使由α1,α2,……,αm与向量组β1,β2,……,βm等价,再将正交向量组中每个向量经过单位化,就得到一个标准正交向量组,这种方法称为施密特正交化。

施密特正交化公式

2.施密特正交化推导过程

1、施密特正交化首先需要向量组b1,b2,b3...一定是线性无关的。一般解决的问题是特征向量,同一个特征值的特征向量不一定是线性无关的,但是不同特征值的特征向量一定是线性相关的。

2、选取向量b1作为基准向量c1,那么c2就等于b2减去b2和c1的内积除以c1和c1的内积再乘以c1,记住诸侯一定是矩阵的形式。包括c3等于b3减去b3与c1的内积乘以b1减去c3与b2的内积除以c2与c2的内积乘以c2。

3、内积,在前面讲的一个行向量乘以一个列向量组最后的结果是一个数也就是内积。如果是一个列向量乘以一个行向量那么结果一定是一个矩阵,但是矩阵的主对角线上的元素的和也就是矩阵的际也等于内积。

4、史密斯单位化,也就是将上面的c1,c2,c3向量除以内积得到每个向量的单位向量组成的方程组是一个互相正交的矩阵。最后的结果就是施密特正交单位化得到的一定是一个正交矩阵。

5、单位矩阵的计算窍门,对于一些未单位化的正交向量如果含有公因式那么就把公因式提出来,再进行单位化的时候是不需要考虑矩阵的公因式直接对向量里化简后的向量进行内积的计算并化为单位矩阵。

施密特正交化推导过程

3.施密特正交化的几何意义

不正交化用起来不方便,最简单的例子就是求逆,需要计算半天,但正交阵求逆特简单,只需转置一下就可以了.从几何上说,正交基就像一个欧式空间,比如三维空间的x轴,y轴,z轴,没有正交化的就是非欧几何,比如说用(1 0 0)(1 1 0) (1 1 1)也可以作为一组基,但别的向量用这组基表示不方便.其实用正交基的好处在于数值计算上,不用正交基的话计算不稳定,会随着计算过程逐步积累误差,最后可能会使得误差过大计算结果根本不可用,而正交基不会发生这种问题。

施密特正交化的几何意义

电子产业图谱

TA的热门作品
查看更多