Peatüki algus: Vektorid
Eelmine: Vektorite lineaarne sõltuvus.
Järgmine: Vektori norm


Skalaarkorrutis

Definitsioon 1.4.1. Vektorruumi X üle korpuse K nimetatakse skalaarkorrutamisega ruumiks, kui igale elemendipaarile tex2html_wrap_inline2375 on vastavusse seatud kindel, vektorite x ja y skalaarkorrutiseks nimetatav, arv tex2html_wrap_inline2381 nii, et on täidetud tingimused (skalaarkorrutise aksioomid):

  1. tex2html_wrap_inline2383
  2. tex2html_wrap_inline2385, kus tex2html_wrap_inline2387 on suuruse tex2html_wrap_inline2389 kaaskompleks;
  3. tex2html_wrap_inline2391 (aditiivsus esimese teguri suhtes);
  4. tex2html_wrap_inline2393 (homogeensus esimese teguri suhtes).

Kui tex2html_wrap_inline1927 on vektorruum üle tex2html_wrap_inline1993, siis definitsiooni põhjal tex2html_wrap_inline2399 ja tingimus 1 omandab kuju tex2html_wrap_inline2401, st sel juhul on skalaarkorrutis kommutatiivne.

Näide 1.4.1. Defineerime ruumis tex2html_wrap_inline2403 vektorite
displaymath2363
skalaarkorrutise valemiga
displaymath2364
Kontrollime tingimuste 1-4 täidetust:

tex2html_wrap_inline2405

tex2html_wrap_inline2407

tex2html_wrap_inline2409

tex2html_wrap_inline2411

tex2html_wrap_inline2413

Näide 1.4.2. Vaatleme kõigi lõigul tex2html_wrap_inline2067 (Lebesgue'i mõttes) integreeruva ruuduga funktsioonide vektorruumi tex2html_wrap_inline2417 Defineerime selliste funktsioonide skalaarkorrutise seosega
displaymath2365
Veenduge, et on täidetud skalaarkorrutamise aksioomid 1-4!

Lause 1.4.1. Skalaarkorrutisel tex2html_wrap_inline2419 on järgmised omadused:

  1. tex2html_wrap_inline2421(aditiivsus teise teguri suhtes);
  2. tex2html_wrap_inline2423(kaashomogeensus teise teguri suhtes);
  3. tex2html_wrap_inline2425
  4. tex2html_wrap_inline2427

Tõestame esitatud väited:

tex2html_wrap_inline2429

tex2html_wrap_inline2431

tex2html_wrap_inline2433

tex2html_wrap_inline2435

tex2html_wrap_inline2437

Lause 1.4.2 (Cauchy-Schwartzi võrratus). Skalaarkorrutamisega vektorruumi tex2html_wrap_inline1927 mistahes vektorite x ja y korral kehtib võrratus
displaymath2366

Tõestus. Kui tex2html_wrap_inline2445, siis skalaarkorrutise definitsiooni tingimuse 1 põhjal peab võrratus paika. Vaatleme järgnevalt juhtu tex2html_wrap_inline2447 Defineerime abifunktsiooni
displaymath2367
Kuna tex2html_wrap_inline2449 korral

tex2html_wrap_inline2451

tex2html_wrap_inline2453

tex2html_wrap_inline2455
Viimane võrratus on samaväärne võrratusega tex2html_wrap_inline2457 ja see Cauchy-Schwartzi võrratusega. Cauchy-Schwartzi võrratus võimaldab defineerida nurga kahe vektori vahel skalaarkorrutisega vektorruumis.

Definitsioon 1.4.2. Skalaarkorrutamisega vektorruumi tex2html_wrap_inline1927 mistahes vektorite x ja y vaheline nurk määratakse seosega
displaymath2368

Ülesanne 1.4.1.* Näidake, et iga kahe komplekse vektori tex2html_wrap_inline312 ja tex2html_wrap_inline314 korral kehtib võrdus
displaymath253

Ülesanne 1.4.2.* Kõigi lõigul tex2html_wrap_inline318 määratud reaalsete kordajatega ülimalt n-astme polünoomide vektorruumis tex2html_wrap_inline322 on skalaarkorrutis defineeritud valemiga
displaymath254
Leidke polünoomide tex2html_wrap_inline324 ja tex2html_wrap_inline326 vaheline nurk.