摘? 要:傳統(tǒng)的Schmidt標(biāo)準(zhǔn)正交化方法是計(jì)算向量組生成空間標(biāo)準(zhǔn)正交基的有效方法,但只適用于線性無關(guān)向量組生成空間標(biāo)準(zhǔn)正交基的計(jì)算?;谶@種情形,該文給出了Schmidt標(biāo)準(zhǔn)正交化方法的一種改進(jìn)形式,不需要尋找向量組的極大線性無關(guān)組,就能消除向量線性相關(guān)性對(duì)其生成空間標(biāo)準(zhǔn)正交基計(jì)算過程的影響,可用于求任意有限個(gè)向量生成空間的標(biāo)準(zhǔn)正交基計(jì)算,并做出了嚴(yán)格證明。
關(guān)鍵詞:正交基? 線性相關(guān)? 生成空間
中圖分類號(hào):O151? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1672-3791(2019)03(b)-0056-02
向量空間中標(biāo)準(zhǔn)正交基有其重要意義,在理論研究和工程計(jì)算中都有重要的應(yīng)用。通常意義下的Schmidt標(biāo)準(zhǔn)正交化方法[1]如下:設(shè)a1,a2,...,an線性無關(guān)向量組,
上述的方法都是在a1,a2,...,an線性無關(guān)的條件下進(jìn)行討論的,但是,若沒有線性無關(guān)這個(gè)條件,上述的這些方法都有一定限制,此時(shí)的一般思路是先求極大無關(guān)組,然后再對(duì)極大無關(guān)組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正交化,這樣計(jì)算量就有所增加,且不利于計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)。該文給出了一般向量組的生成空間標(biāo)準(zhǔn)正交基的求法,并且給出了理論證明,繼承了Schmidt標(biāo)準(zhǔn)正交化方法的邏輯關(guān)系清晰,易于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
3? 結(jié)語
Schmidt標(biāo)準(zhǔn)正交化是線性代數(shù)中一個(gè)重要方法,并且實(shí)際的應(yīng)用也十分廣泛,傳統(tǒng)的Schmidt標(biāo)準(zhǔn)正交化方法局限于線性空間生成向量組的線性無關(guān)性限制,為實(shí)際的應(yīng)用帶來了許多麻煩,主要體現(xiàn)在線性相關(guān)向量組在使用該方法時(shí)會(huì)出現(xiàn)分母為零的情形。該文基于這種考慮,給出了舍去正交過程中的零向量,取重新得到新正交向量組作為生成空間基的方法,有效消除了分母為零的影響,并給出了這種方法正確性的嚴(yán)格證明。
參考文獻(xiàn)
[1] 北京大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等代數(shù)[M].3版.北京:北京大學(xué)出版社,2003.
[2] 劉東.歐氏空間子空間的標(biāo)準(zhǔn)正交基求法改進(jìn)[J].科技通報(bào),1994(2):117-119.
[3] 嚴(yán)家森.正交化向量組的矩陣方法[J].西華師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1996(4):41-44.
[4] 李宗勝.標(biāo)準(zhǔn)正交基的一種求法[J].數(shù)學(xué)通報(bào),1991(3):29.
[5] 劉妍珺,馬贊甫,余孝軍.反對(duì)稱線性變換與Gram-Schmidt正交化[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí),2018(9):285-289.
[6] 門永江,任化民.Schmidt正交化方法的改進(jìn)[J].大學(xué)數(shù)學(xué),1993(4):15-18.
[7] 蘇燕玲,張瑞平.由施密特正交化法所得到的兩個(gè)結(jié)論[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1999(S1):1-4.
[8] 同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.工程數(shù)學(xué):線性代數(shù)[M].北京:高等教育出版社,2014.
①基金項(xiàng)目:廣東理工學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):JXTD2017001)。
作者簡(jiǎn)介:高德超(1988—),男,河南周口人,碩士,從事微分幾何研究和高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究。