內積與正交性

格拉姆-施密特正交化(Gram-Schmidt process)

格拉姆-施密特正交化是一套循序漸進的方法,把一組傾斜的軸扳正成乾淨的直角。你餵給它任意一組基,它就回交一組張成完全相同空間的標準正交基。

訣竅在於一次只固定一個方向。第一個向量原樣保留。對下一個,減去它在已固定方向上的投影,只留下真正新增且垂直的那部分。如此重複,每次都減去在迄今所有已定方向上的投影,再把每個結果歸一化到長度 1。

想象兩支箭以很小的夾角相靠。格拉姆-施密特保留第一支,從第二支中去掉與第一支重疊的部分,把它轉到真正的直角,再把兩者都修剪成單位長度。

v1=(1,1), v2=(1,0): u2 = v2 - ((v2.v1)/(v1.v1))*v1 = (1,0) - (1/2)(1,1) = (1/2, -1/2)

減去 v2 在 v1 上的投影,剩下與 v1 垂直的那部分。

對一個矩陣的列施行格拉姆-施密特,正好產出 QR 分解中的 Q。

又稱
Gram-Schmidt orthogonalizationorthonormalization施密特正交化正交化过程施密特正交化過程