1 ,
设a= ,
b= , c与a正交 , 且b=λa+c ,
求λ和c
解:
步骤一:由 b = λa + c 得到c关于 λ 的表达式
因为 b = λa + c,移项可得 c = b - λa。
已知 a =
,b =
,将其代入上式可得:
c =
- λ
=
步骤二:利用向量正交的性质列方程求λ
由于c与a正交,则 aᵀc = 0,
a =
, c =
,
则:aᵀc = [1 0
-2]
= 1×(-4 - λ) + 0×2 + (-2)×(3 + 2λ)
= -4 - λ - 6 - 4λ
= -10 - 5λ
令 aᵀc = 0,即 -10 - 5λ = 0, 解得 λ = -2。
步骤三:将λ的值代入c的表达式,求出c
把λ=-2代c=
可得c=
综上,λ=-2
,c=
2.试把下列向量组施密特正交化 , 然后再单位化
(1) (a1 , a2 ,
a3)= , (2) (a1 ,
a2 ,
a3)=
解:
(1)b1=a1= ,
单位化得p1==
b2=a2-
b1=-= ,
单位化得p2==
b3=a3-
b1-
b2=--=
单位化得p3===
(2)b1=a1= ,
单位化向量为p1=
b2=a2-
b1=-
= ,
单位化得p2==
b3=a3-
b1-
b2==,
单位化得p3==
3 , 下列矩阵是不是正交矩阵? 并说明理由
(1)
(2)
解:
正交矩阵的定义:
当且仅当时,矩阵
是正交矩阵,
(1)
,
因为
,所以矩阵不是正交矩阵。
(2)
,
因为
,所以矩阵是正交矩阵。
4 , (1)设x为n维列向量 , xTx=1 , 令H=I-2xxT ,
试证明H是对称的正交阵
(2)设A , B都是正交阵 , 试证明AB也是正交阵
证:(1)
1. 证明
是对称矩阵
对称矩阵的定义:。
所以
是对称矩阵。
2. 证明
是正交矩阵
正交矩阵的定义:
或
,这里
对称,所以只需证
。
所以
是正交矩阵。
3. 结论
既对称又正交,得证。
(2)已知
、
都是
正交矩阵,即
要证
也是正交矩阵,即证
证明:因为
因此即
是正交矩阵。