Геометрия пространств со скалярным произведением / Евклидовы пространства / 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
11. Параллелепипед со сторонами {l1, ..., ln}. Это множество . Покажем, что его объем равен , где G = ((li, lj)) - матрица Грама сторон. В самом деле, если {l1, ..., ln} линейно зависимы, то соответствующий параллелепипед лежит в подпространстве размерности < dim L и его n-мерный объем равен нулю по замечанию в п. 9. В то же время матрица G вырождена.
Поэтому остается разобрать случай, когда {l1, ..., ln} линейно независимы. Пусть {e1, ..., en} - ортонормированный базис в L, а f - линейное отображение , переводящее ei в li, i = 1, ..., n. Если A - матрица этого отображения в базисе {ei}:
(l1, ..., ln) = (e1, ..., en)A,
то матрица Грама {li} равна AtA, так как матрица Грама {ei} единичная. Следовательно,
С другой стороны, | det A | = | det f |, и f переводит единичный куб в наш параллелепипед. В силу свойства г) из п. 9 объем параллелепипеда равен | det f |, что завершает доказательство.
12. n-мерный шар радиуса r. Это множество векторов
или, в ортогональных координатах,
-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-
|