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施密特正交化方法怎么理解

发布时间:2022-12-09 02:00:36

A. 施密特正交变换是什么

施密特(Schimidt)正交变换把一组线性无关的向量变成一单位正交向量组的方法
所谓正交,在平面几何里就是垂直,在一般的空间里是指向量内积为零。
具体正交化过程:
设(a1,a2,……an)为任一组向量,(b1,b2,……,bn)为一组需要得到的标准正交基,则
1、标准化第一个向量,令b1=a1/|a1|
2、递归公式:bn=an-(an,b1)b1/(b1,b1)-(an,b2)b2/(b2,b2)-……-(an,bn-1)bn-1/(bn-1,bn-1)
注:这里如(bn-1,bn-1)形式表示bn-1,bn-1两个向量的内积。

B. 施密特正交化是什么意思

如下:

施密特正交化(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。

相关信息:

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。

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。

C. 施密特正交化公式是什么

如下:

施密特正交化(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。

在线性代数中,如果内积空间上的一组向量能够张成一个子空间,那么这一组向量就称为这个子空间的一个基。Gram-Schmidt正交化提供了一种方法,能够通过这一子空间上的一个基得出子空间的一个正交基,并可进一步求出对应的标准正交基。

这种正交化方法以JrgenPedersenGram和ErhardSchmidt命名,然而比他们更早的拉普拉斯(Laplace)和柯西(Cauchy)已经发现了这一方法。在李群分解中,这种方法被推广为岩泽分解(Iwasawadecomposition)。

在数值计算中,Gram-Schmidt正交化是数值不稳定的,计算中累积的舍入误差会使最终结果的正交性变得很差。因此在实际应用中通常使用豪斯霍尔德变换或Givens旋转进行正交化。

D. 请问:施密特正交化指的是什么

施密特正交化,就通过线性空间一组基,找到另一组同空间下正交基的方法。
为什么通过这个方法可以正交,你只需要用正交的定义验证就行了。就是看内积是不是0就行。

E. 施密特正交化公式如何理解和记忆

在线性代数课程中,有一个长相比较狰狞的施密特正交化公式。对于初次接触它的同学来讲,如何理解和记忆该公式还是有一定难度的。这部分内容如果和高等数学的相关知识点结合起来,就会相对容易一些。

首先先复习高等数学中有关数量积,也就是内积的相关知识点。

; 。

以两个线性无关的向量 和 (红色)为例说明如何实现正交化。令 ( 为绿色,为什么绿色的长度和红色不一样?),观察图片不难发现,蓝色虚线所代表的向量正是苦苦寻找的 (因为它和 垂直),而这个蓝色的向量刚好可由 减去 (长度不一样就是为了这一步。另外真的不用担心长度,因为最后都会单位化的。)。啰嗦了半天,施密特正交化的思想就是这么简单。

先让一个新的 等于旧的 ,再让第二个旧的 减去第二个旧的在新的上面的投影就会得到第二个新的 ……也就是说 这部分是个投影向量(绿色),因为它可以变形为 。(化简后就可以看出来了。 为 和 的夹角)

根据这个原理,不难得出其它相应的公式。如新的 等于旧 减去 在 的投影向量,再减去在 的投影向量。用一句话总结,就是新的向量等于旧向量减去旧的在新的上面投影向量。旧原理讲到这里,那该如何又快又好的记忆呢?

仔细观察上面的公式,即使不理解施密特正交化原理,也可以很好记忆的。如果把右侧的每一部分认为是用加减符号分割的,那么每一次第一个下笔的符号都是旧的(如上面的第一个下笔的都是 ),其余的都是新的并且是一样的(如上面的第二项写完 后全是 )。
归根到底施密特正交化公式就是:旧的不减,新的不来。

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