Dubbio sulla dimostrazione dell'algoritmo di Gram-Schmidt

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Dubbio sulla dimostrazione dell'algoritmo di Gram-Schmidt #89186

avt
feddy
Cerchio
Ciao, studiando mi sono imbattuto nella dimostrazione del teorema, che ho trattato in maniera differente da come è spiegato qui su YM.

Per dimostrarlo abbiamo introdotto l'applicazione lineare della proiezione di V su U, definita così:

 p_u:V → U ; p_u:v → Σ_(i)^(n) < u_i,v > u_i

dove con <> si indica il prodotto scalare.

Non riesco a capire in che modo sia del tutto equivalante al termine che voi usate nella vostra dimostrazione, ossia

((v_2·w_1)w_1)/(w_1·w_1)

Enunciato

Sia v_1,...,v_n un insieme di generatori di un sottospazio U di V. Poniamo:

 u_1 = v_1 ; w_1 = (u_1)/(||u_1||) ; u_2 = v_2-p_2(v_2) ; u_3 = v_3-p_3(v_3)

fino a:

u_k = v_k-p_k(v_k)

dove p_k è la proiezione ortogonale di V in u_k = sottospazio generato da w_1,...,w_(k-1)

(Ora non l'ho scritto, ma dopo ogni vettore u ho omesso il fatto che l'ho normalizzato perché altrimenti era un macello da scrivere).

Il mio problema sta nel fatto che non capisco come la mia definizione di proiezione sia equivalente a quella adoperata da voi.

Ossia, per esempio, io definisco u il vettore u_2 così:

u_(2) = v_(2)-p_(2)(v_(2))

mentre voi:

u_(2) = v_(2)-(v_(2)·w_(1))/(w_(1)·w_(1))w_1

Grazie in anticipo per la risposta.
 
 

Dubbio sulla dimostrazione dell'algoritmo di Gram-Schmidt #89195

avt
Galois
Amministratore
Ciao feddy,

il processo di ortogonalizzazione di Gram-Schdmit, per il cui enunciato ti rimando alla lezione del link, permette di costruire una base ortogonale w_1, w_2, ..., w_n a partire da un generica base v_1, v_2, ..., v_n di uno spazio vettoriale di dimensione n ∈ N.

Per calcolare i vettori w_k si proietta ortogonalmente v_k sul sottospazio W_(k-1) generato da w_1, w_2, ..., w_(k-1).

Normalizzando poi tale base, ossia dividendo ogni vettore w_k per la sua norma, si ottiene la base ortonormale cercata.


Ora, per chiarire il tuo dubbio, è sufficiente sapere che la proiezione ortogonale del generico vettore v_k sul sottospazio W_(k-1) generato da w_1, w_2, ..., w_(k-1) è il vettore:

p_(W_(k-1))(v_k) = < v_k,w_1 > w_1+ < v_k,w_2 > w_2+···+ < v_k,w_(k-1) > w_(k-1)

dove con < , > si indica il prodotto scalare standard che nella lezione sul processo di Gram-Schdmit abbiamo indicato con ·


Utilizzando la tua notazione, hai indicato con p_k(v_k) la proiezione del vettore v_k sul sottospazio generato da w_1, w_2..., w_(k-1).

Pertanto, per la definizione di proiezione data poc'anzi, abbiamo che

(star) p_(k)(v_k) = < v_k,w_1 > w_1+ < v_k,w_2 > w_2+···+ < v_k,w_(k-1) > w_(k-1)

dove a primo membro c'è la tua notazione e, se ci rifletti un attimo, quella a secondo membro è proprio la notazione che abbiamo usato noi. emt


Per non lasciare spazio a dubbi, con la tua notazione, il procedimento di Gram-Schdmit (tralasciando la norma) è il seguente:

 w_1 = u_1 ; w_2 = u_2-p_2(v_2) ; w_3 = u_3-p_3(v_3) ; ...

Ma, per la formula (star), ossia per definizione di proiezione ortogonale di un vettore su un sottospazio, abbiamo che

p_(2)(v_2) = < v_2,w_1 > w_1 = (v_2·w_1)w_1

p_(3)(v_3) = < v_3,w_1 > w_1+ < v_3,w_2 > w_2 = (v_3·w_1)w_1+(v_3·w_2)w_2

..e così via..

Insomma, tu hai indicato la proiezione con il suo simbolo, noi l'abbiamo esplicitata, tutto qui. emt
Ringraziano: Omega, CarFaby, feddy

Re: Dubbio sulla dimostrazione dell'algoritmo di Gram-Schmidt #89219

avt
feddy
Cerchio
Grazie mille, tutto chiaro!
Ringraziano: Galois
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Os