Ортогональный линейный оператор. Если , то будем говорить, что линейный оператор сохраняет скалярное произведение векторов а и b, а если
Если , то будем говорить, что линейный оператор сохраняет скалярное произведение векторов а и b, а если , то будем говорить, что линейный оператор сохраняет скалярный квадрат вектора а. Линейный оператор называется ортогональным, если сохраняет скалярный квадрат любого вектора из евклидова пространства.
Теорема. Линейный оператор ортогонален тогда и только тогда, когда сохраняет скалярное произведение для любой пары векторов евклидова пространства.
Доказательство. Дано: . Тогда
.
С другой стороны,
■
Теорема. Матрица ортогонального линейного оператора в ортонормированном базисе ортогональна.
Доказательство. Пусть – ортонормированный базис Е. Каждый элемент можно записать в виде линейной комбинации векторов базиса
С одной стороны в силу того, что линейный оператор ортогональный и базис ортонормированный. С другой стороны, если это же скалярное произведение запишем в координатной форме, то получим , а это означает, что матрица ортогональна. ■
Теорема. Если матрица линейного оператора в некотором ортонормированном базисе ортогональна, то линейный оператор ортогонален.
Доказательство. Дано:
На базисных векторах линейный оператор ведет себя как ортогональный. Следовательно, ( для любых векторов а и b из Е. Это означает, что – ортогональный линейный оператор. ■
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | Поиск по сайту:
|