线性代数(三十七) :欧几里得结构-标量积与余弦定理

来源:互联网 发布:linux线程优先级设置 编辑:程序博客网 时间:2024/06/12 01:10

从本节开始学习欧几里得结构相关的知识:

1 欧几里得结构与标量积

设X为实数域上的线性空间,如果X上存在满足下列条件的二元实值函数,

则称X具有欧几里得结构,同时称该函数为标量积,

标量积又叫做内积或者点积,记做:

(x,y)

(i) (x,y)为双线性函数,即当固定其中一个自变量时(x,y)是另一个自变量的线性函数

(ii)(x,y)具有对称性,即(x,y)=(y,x)

(iii)当x不等于0时(x,x)恒正即:

整个欧几里得几何都可以由以上性质推出

2 欧几里得范数

定义欧几里得范数(或者长度)为:

3 定义标量积:

记x的笛卡尔坐标为:

反复利用勾股定理,可以用笛卡尔坐标表示x的长度:

向量x和y的标量积,记做(x,y)定义为:

显然上述两个概念之间存在联系,向量的长度可以表示为:

向量的标量积满足对称性(交换律):

并且是双线性函数:

根据标量积的代数性质可以推导出下列恒等式:

上式可重写为:

该式的几何意义如下:

x,y再此坐标系下的坐标为:

4 余弦定理

上图中0,x,y构成三角形:

边长分别为:

(1)(2)两式可以重写为:

 

 

 

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