设V={(x,y,z),x+2y+z=0},证V是欧式空间R^3的子空间,并求V的一组标准正交基
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首先对于任意的(x,y,z)属于V,都属于R^3(R^3=({(x,y,z),x,y,z属于R}),这个是显然的
然后只需要证明V是一个空间即可,即要证明对于任意的(x1,y1,z1),(x2,y2,z2)属于V,有(x1+x2,y1+y2,z1+z2),(K*x1,K*y1,K*z1)都属于V,其实也就是证明在x1+2*y1+z1=0,和
x2+2*y2+z2=0与非零常数K的前提下证明(x1+x2)+2*(y1+y2)+(z1+z2)=0;
(K*x1)+2*(K*y1)+(K*z1)=0,难度不大,其实也很显然。
最后由于X+2Y+Z=0,3个未知数其中2个确定时第三个也被确定,于是V的秩为2,
随便取X,Y,Z中一个为0,然后另外一个为1,求出第三个数就可以得到V的一组基,
例如:(1,0,-1),(0,1,-2),(2,-1,0)中任意取出2个就是V的基,然后将取出的基用施密特正交化,然后再单位化,就可以得到一组标准正交基。(结果并不唯一)
当然由于V的基只为2,所以也可以先取(1,0,-1)(这个看起来比较简单),然后设另外一个基向量为(X,Y,Z),则X+2Y+Z=0;X-Z=0,求出解(1,-1,1),,将两个向量单位化,然后就可以直接给结论:V的一组标准正交基为:
个人倾向于后者,因为比较简单,计算过程可以全部在草稿纸上完成,LZ也可以直接用后者方法求出标准正交基后直接说由X+2Y+Z=0可以解得标准正交基为?,即直接给结果,而省去正交化,单位化。
然后只需要证明V是一个空间即可,即要证明对于任意的(x1,y1,z1),(x2,y2,z2)属于V,有(x1+x2,y1+y2,z1+z2),(K*x1,K*y1,K*z1)都属于V,其实也就是证明在x1+2*y1+z1=0,和
x2+2*y2+z2=0与非零常数K的前提下证明(x1+x2)+2*(y1+y2)+(z1+z2)=0;
(K*x1)+2*(K*y1)+(K*z1)=0,难度不大,其实也很显然。
最后由于X+2Y+Z=0,3个未知数其中2个确定时第三个也被确定,于是V的秩为2,
随便取X,Y,Z中一个为0,然后另外一个为1,求出第三个数就可以得到V的一组基,
例如:(1,0,-1),(0,1,-2),(2,-1,0)中任意取出2个就是V的基,然后将取出的基用施密特正交化,然后再单位化,就可以得到一组标准正交基。(结果并不唯一)
当然由于V的基只为2,所以也可以先取(1,0,-1)(这个看起来比较简单),然后设另外一个基向量为(X,Y,Z),则X+2Y+Z=0;X-Z=0,求出解(1,-1,1),,将两个向量单位化,然后就可以直接给结论:V的一组标准正交基为:
个人倾向于后者,因为比较简单,计算过程可以全部在草稿纸上完成,LZ也可以直接用后者方法求出标准正交基后直接说由X+2Y+Z=0可以解得标准正交基为?,即直接给结果,而省去正交化,单位化。
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