一、内积
1.内积的定义:
①正定性:(a,a)≥0,等于0当时且仅当a=0;
②齐次性:(ka,b)=k的共轭(a,b);
③交换律:(a,b)=(b,a)取共轭;
④分配律双线性:
(a,k1b1+k2b2)=k1(a,b1)+k2(a,b2)
(k1a1+k2a2,b)=k1共轭(a1,b)+k2共轭(a2,b)
2.判断是不是内积:查看是否满足正定,齐次,交换。
例题:判断(a,b)=aTAb是不是内积。
如果不是,需要满足什么条件才可以变成内积。
①正定性:(a,a)≥0,那么A就必须正定。
②齐次性:满足,因为内积所得到的结果是一个数。
③交换:AT=A时,才满足交换律
综上:当且仅当A正定且对称时,(a,b)是内积。
二、向量
1.向量长度的性质:
①||a||≥0;
②||ka||=|k|||a||;
**③||a+b||≤||a||+||b||;(证明)
④||(a,b)||≤||a||||b||;(证明)**
2.向量之间的夹角:<a,b>=arccos(a,b)/||a||*||b|。
三、格拉姆矩阵
1.格拉姆矩阵(Gram):利用a1,a2……,an N个向量构成一个N阶方阵。(aij=(ai,aj))
利用格拉姆矩阵的行列式可以判断a1,a2……,an线性是否线性相关。
2.格拉姆矩阵的行列式等于0,a1,a2……,an线性相关。(充要条件)(证明)
3.基的格拉姆矩阵(度量矩阵)
不同基下的度量矩阵的转换。
4.特性:
①度量矩阵A是Hermite矩阵;
②(a,b)=xHAy;
③度量矩阵A是正定矩阵。