歐幾里德空間中關於內積函式的度量矩陣是怎麼理解的
- 2021-09-17
知道了任意兩個基向量的內基也就知道了度量矩陣,個人認為,之所以提出度量矩陣的概念其實是為了方便計算兩向量的內基。因為只要基向量相同,計算內基只須將向量的座標和度量矩陣兩邊相乘即可,有利於減少計算量。特別是對於大規模的矩陣運算很有意義!
首先你得理解基的作用。
一般的向量是比較抽象和絕對的概念,引入了基之後向量就可以用相對於這組基的座標來表示,這樣就把抽象的向量轉化到具體的座標(也就是一組數)。
在有了基之後抽象的線性變換也就可以用具體的矩陣來描述了。
這裡的道理是一樣的,用gram矩陣可以把抽象的內積轉化到一組具體的數。
比如說e_1,e_2,。。。,e_n是v的一組基,若向量a和b在這組基下的向量分別是x和y,記e=(e_1,e_2,。。。,e_n),那麼形式上就有a=ex,b=ey,而它們的內積恰好就是
=(ey)^h*(ex)=y^h*g*x
這裡g=e^h*e就是gram矩陣,跳過中間的形式推導,內積運算就轉化到了矩陣乘法。
當然,形式推導也可以嚴格化,一種方式是直接按分量來寫,另一種方式是對向量直接定義諸如轉置共軛和乘法運算。
設n1,n2,。。。nn,為歐式空間的一個基,把內積函式在基向量上的值寫成矩陣形式,即 (n1,n1) (n1,n2)。。。 (n1,nn) (n2,n1) (n2,nn) M= (nn,n1) (nn,nn) 把M稱為內積關於基n1,n2,。。。nn,的度量矩陣
設n1,n2,。。。nn,為歐式空間的一個基,把內積函式在基向量上的值寫成矩陣形式,即
(n1,n1)
(n1,n2)。。。
(n1,nn)
(n2,n1)
(n2,nn)
M=
(nn,n1)
(nn,nn)
把M稱為內積關於基n1,n2,。。。nn,的度量矩陣