Геометрия пространств со скалярным произведением / Алгоритм ортогонализации и ортогональные многочлены / 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
4. Замечания и следствия. а) Процесс ортогонализации Грама-Шмидта чаще всего применяется в ситуации, когда g(l, l) > 0 для всех , т. е. к евклидовым и унитарным пространствам, которые подробно изучим позже. В этом случае все подпространства L автоматически невырождены, и ортогонализировать можно любой исходный базис. Форма g с таким свойством называется положительно определенной, и ее матрицы Грама называются положительно определенными.
б) В случае = R или C можно строить сразу ортонормированный базис. Для этого, отыскав вектор ei, как в доказательстве предложения, следует тут же заменить его на или (для ортогональных пространств над C).
в) Любой ортогональный базис невырожденного подпространства можно дополнить до ортогонального базиса всего пространства L.
Действительно, , и в качестве дополнения можно взять ортогональный базис . Искать его можно методом Грама-Шмидта, если сначала как-нибудь дополнить базис L0 до базиса L, позаботившись о невырожденности промежуточных подпространств.
г) Пусть - базис (L, g), а {e1, ..., en} - его ортогонализация. Положим ai = g(ei, ei) - это единственные ненулевые элементы матрицы Грама базиса {ei}. Будем считать, что g эрмитова или g ортогональна над R. Тогда все числа ai вещественны, и сигнатура g определяется количеством положительных и отрицательных чисел ai. Покажем, как восстановить ее по минорам исходной матрицы Грама . Пусть Gi - i-й диагональный минор, т. е. матрица Грама . Если Ai - матрица перехода к базису {e1, ..., ei}, то
в ортогональном случае или
-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-
|