1.4.1 什么是内积空间
既然内积是一种定义,那么首先给出此定义,再对其进行诠释。
定义 实数域上的向量空间中的内积是一个函数,用
表示,其中
是
中的向量,并且
得到的是一个实数。称
为内积(Inner Product)。
并且,内积有如下公理(设为向量空间
的向量,
为标量):
●
●
●
● ,当且仅当
时
一个赋予了以上内积的向量空间称为内积空间(Inner Product Space)。
注意,以上用表示内积,但并没有规定这个函数的具体形式,当规定函数的具体形式之后,还要检验它是否符合上述公理,如果符合,则该向量空间就是内积空间。
例如对于某向量空间中的任意向量,规定:
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(1.4.1)
下面就依次检验这种规定是否符合前述公理。
● 验证

● 验证

● 验证

● 验证,当且仅当
时

当且仅当时上式中等号成立,即当且仅当
时。
一一验证通过,所以,具有(1.4.1)式内积运算的向量空间是一种内积空间。
通过上面的示例可知,根据内积的具体形式不同,可以规定不同的内积空间。但是在诸多的内积形式中,有一种是非常重要的,当然,它也是比较特殊的一种形式,即下面要探讨的点积。