[wiskunde] Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Stel we hebben een inverteerbare matrix Q, waarvoor geldt dat Q-1 = Qt.

Uit het feit dat Qt.Q = 1m (met 1m de eenheidsmatrix) volgt dat de kolommen van Q een orthonormale basis van Rm vormen, men noemt zo'n matrix een orthogonale matrix.

Heeft iemand een idee waarom dit nu net zo is ?
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Schrijf eens uit, in matrixvorm, wat dit betekent. Neem eens een rij en een kolom van je matrix.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Q =
\(\begin{pmatrix}a_{11} & a_{12} & ... & a_{1m} \\ a_{21} & a_{22} & ... & a_{2m} \\ ... & & & ... \\ a_{m1} & a_{m2} & ... & a_{mm} \end{pmatrix}\)
Qt =
\(\begin{pmatrix}a_{11} & a_{21} & ... & a_{m1} \\ a_{12} & a_{22} & ... & a_{m2} \\ ... & & & ... \\ a_{1m} & a_{2m} & ... & a_{mm} \end{pmatrix}\)
a11 wordt dan:

a11.a11 + a12.a12 + ... + a1m.a1m

Dus het inproduct word ofwel 1 ofwel 0, doelt het daarop ? :)
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

De definitie van een orthogonale matrix is, normaal, dat de kolommen een orthonormaal stelsel vormen... Dus?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Orthonormaal stelsel, dat wil zeggen dat de kolommen loodrecht op elkaar staan en de vectoren een lengt 1 hebben ?

Hoe moet ik mij zo'n matrix nu net voorstellen ?
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Gebruikersavatar
Berichten: 1.069

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Dat is inderdaad de bedoeling. De kolommen en de rijen zijn genormeerd en hebben dus lengte 1 en staan bovendien loodrecht op elkaar. Weet je hoe je dit gegeven kan gebruiken?

Hint: scalair product.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Je hebt het eigenlijk toch al? De bedoeling is dat je verband legt tussen mijn opmerking en jouw post daarvoor...
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Ja ik snap het. Omdat Q.Qt gelijk is aan de eenheidsmatrix weten we dat het scalair product van de kolommen op de kolommen ofwel 1 is ofwel 0.

Hieruit volgt dan het orthonormale. :D
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Ja... En wanneer is het 1 en wanneer 0?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

het is 1 wanneer dezelfde kolom met elkaar vermenigvuldigd wordt; dit impliceert natuurlijk dat deze in het verlengde van elkaar ligt. Het is 0 wanneer verschillende kolommen met elkaar vermenigvuldigd worden, dit impliceert dat deze loodrecht op elkaar staan. :)

Mag ik hier snel een klein extra vraagje posten van een oefening waar ik net mee bezig ben:

Is er een eenvoudig regelt om snel de nulpunten van

-x3 + 12 x + 16 = 0

te zoeken ?
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Dat klopt helemaal :) . En stel je die vraag toch in een apart topic?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: Matrices en hun kolommen die orthonormale basissen vormen

Zal ik doen ;) .
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Reageer