Аксиоматика векторного пространстваРефераты >> Математика >> Аксиоматика векторного пространства
В самом деле:
Кроме того, векторы f1 и f2 ненулевые.
7.(Теорема Пифагора). Если векторы и ортогональны, то
Доказательство:
Так как Тогда
Определение 5.4. База евклидова пространства называется ортогональной, если для всех
Если при этом еще при , то база называется ортонормированной.
8. Попарно ортогональные ненулевые векторы линейно независимы.
Доказательство:
Пусть векторы попарно ортогональны и все отличны от нулевого вектора. Рассмотрим равенство . Умножая обе части этого равенства последовательно на векторы , получим:
…………………………………………
Откуда,
Так как , то из полученных равенств следует a1=a2=…=an=0.
Это означает, что система векторов , линейно независима.
9. Существуют три ненулевых попарно ортогональных вектора.
Доказательство:
Пусть и два ненулевых ортогональных вектора, существование которых обеспечено следствием 6. Подберем ненулевой вектор такой, что и Положим , где - вектор. Образующий с векторами и в условиях следствия 6 линейно независимую систему. Тогда
Отсюда
Имеем:
и
Таким образом, отправляясь от трех линейно независимых векторов и , мы построили три ненулевых вектора , которые попарно ортогональны.
Обобщение. Привлекая последовательно все базы n-мерного евклидового пространства, можно построить аналогично следующие системы ненулевых попарно ортогональных векторов:
…………
Так как система векторов линейно независима и содержит n векторов (максимальное число линейно независимых векторов), то в результате получена в n-мерном пространстве ортогональная база .
Описанный процесс известен в математике под названием процесса ортогонализации.
Имея ортогональную базу, нетрудно получить с ее помощью ортонормированную базу. Для этого вместо каждого вектора нужно взять вектор
Убедимся, что длина этого вектора равна 1. В самом деле,
§6. Аксиоматика точечно-векторного евклидова пространства
§6.1. Метрические соотношения в треугольнике
Теорема 18.5. (теорема косинусов для треугольника).
Во всяком треугольнике
,
,
.
Доказательство:
Рассмотрим векторное равенство . Возьмем скалярный квадрат:
,
,
.
Пусть - единичный вектор, отложенный от точка А на луче [АВ), - единичный вектор, отложенный от точки А на луче [АС). Тогда
.
Отсюда
,
.