什么是施密特正交
作者:百变鹏仔日期:2024-05-16 19:54:53浏览:1分类:教育知识
施密特正交(Schmidt orthogonalization)是一种用于线性代数中的方法,主要用于将一组线性无关的向量表示为一组正交基。在矩阵理论中,它被用来将一个矩阵分解为一个产品,其中每部份都是正交的。
具体来讲,给定一个n阶矩阵A和一个非零向量v,施密特正交法试图找到一个正交基,使得该基中的每一个元素都近似地等于v与基中每一个元素之间的内积。这个基被称为施密特基或近似对角基。虽然施密特基可能不是精确的对角基,但它通常足够接近,并且计算起来相对简单。
施密特正交法的步骤以下:
1、 初始化:选择一个向量u0,使其与v正交,且长度接近于1。
2、 更新:计算u0与v的内积,然后除以v的长度,得到一个新的向量u1。
3、 重复:使用新的向量u1替换u0,重复步骤2,直到到达所需的精度。
4、 结果:得到的向量序列u0, u1, u2, ... 是施密特基。
需要注意的是,施密特正交法其实不总是能够找到精确的正交基,特别是在矩阵的秩大于其维数时。在这类情况下,施密特正交法只能找到近似的正交基。
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什么是施密特正交化?
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。
正交向量组简介:
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。
在三维向量空间中, 两个向量的内积如果是零, 那么就说这两个向量是正交的。正交最早出现于三维空间中的向量分析。 换句话说, 两个向量正交意味着它们是相互垂直的。若向量α与β正交,则记为α⊥β。
施密特正交化是什么?
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.
对于n阶矩阵,正交变换求正交矩阵时,如果同一特征值的特征向量没有正交,则需要施密特正交化使其正交。
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。
线性代数:
线性代数是数学的一个分支,它的研究对象是向量,向量空间(或称线性空间),线性变换和有限维的线性方程组。向量空间是现代数学的一个重要课题;因而,线性代数被广泛地应用于抽象代数和泛函分析中;通过解析几何,线性代数得以被具体表示。
线性代数的理论已被泛化为算子理论。由于科学研究中的非线性模型通常可以被近似为线性模型,使得线性代数被广泛地应用于自然科学和社会科学中。
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