论文导读:利用标准正交基的整体性质,等价的给出了标准正交基的一个新定义,并利用它简捷的证明了一些定理。由此我们可以发现新定义在实际运用中是较优越的。
关键词:欧几里得空间,标准正交基,正交变换,正交矩阵
1.引言
在传统的高等代数教材 中,欧几里得空间中的“标准正交基”这一概念是具体定义的,这样虽然便于理解但显得较“零散”在运用中不便于进行推演。论文发表。基于此笔者利用标准正交基的整体性质,等价的给出了标准正交基的一个新定义,并利用它简捷的证明了一些定理。论文发表。论文发表。由此我们可以发现新定义在实际运用中是较优越的。
2.定义
为了论述的简捷定义以下集合、矩阵及算子:
其中 是数域
其中 是欧几里得空间,内积以 表示

其中 ,
其中
定义1. 若满足:对于 有: ,
则称 是欧几里得空间 的一组标准正交基.
3.定理
定理1. 若 有: 则 .
证明:设 由 及 的任意性令 ,其余都为零;得 ,即: .证毕.
定理2. 定义1与传统定义等价 .
证明:
必要性:设 是传统定义下欧几里得空间 的一组标准正交基则有:
对于 有: .
充分性:设 满足定义1,则对于 ,
得 由定理1得 即有:
以下证 线性无关,设 则:
证毕.
推论 若 则 是 的一组标准正交基 .
4.运用
以下几个命题常见于传统教材 中,但证明都比较麻烦.以下利用新定义给出它们的一个简捷证明.
命题1. 都是 的标准正交基,且 则 .
证明:对于 ,
则: 由定理1得 证毕.
命题2. 是 的一组标准正交基, 且 ,则 也是 的一组标准正交基.
证明:对于 ,
证毕.
命题3. 是 上的一个正交变换, 是 的一组标准正交基,则 也是 的一组标准正交基.
证明:对于 ,
证毕.
命题4. 是 上的一个正交变换, 是 的一组标准正交基,若 则 .
证明:对于 ,
则: 由定理1得 证毕.
5.结语
通过以上运用我们可以发现新定义在实际运用中是较优越的。
[参考文献]
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[2] 张禾瑞. 高等代数[M]. 高等教育出版社. 2002
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