向量正交具有以下性质:
内积为零 :两个向量正交意味着它们的内积为零。设两个n维向量α和β,若它们的内积α·β等于零,则称这两个向量互相正交,记为α⊥β。对称性:
若向量α与β正交,则β与α也正交,即α⊥β等价于β⊥α。
夹角为90°:
若向量a和向量b正交,则它们的夹角θ为90°。
模长之积等于内积:
若向量a和向量b正交,则它们的模长之积等于它们的内积,即|a||b| = a·b。
正交矩阵的性质
内积保持性:
正交矩阵变换不改变向量间的内积。
长度保持性:正交矩阵变换不改变向量的长度。
逆矩阵等于转置矩阵:正交矩阵的逆矩阵等于其转置矩阵。
正交基:
在一个向量空间中,若存在一组基向量,使得这组基向量两两正交,则称这组基为正交基。
投影:
任意向量在正交基上的投影都相互正交。
线性无关:
正交向量组中的向量是线性无关的,这意味着任意向量都不能由其他向量线性表示。
正交标准化:
正交向量组中每个向量的长度都是1,即向量被标准化。
空间分解:
任意向量都可以唯一地表示为正交向量组的线性组合。
这些性质使得正交性在几何、代数和物理学等多个领域都有广泛的应用,例如在坐标变换、信号处理、量子力学等。