logo
matan2

25. Абстрактні ряди Фур’є

Є лінійний простір із скалярним добутком

Є поняття норми Відстань Кут

Ортогональність

Означення

1) Система векторів називається ортогональною, якщо

2) Система векторів називається ортонормованою, якщо

3) Система векторів називається лінійно-незалежною, якщо лінійно-незалежна будь-яка скінченна підмножина цієї системи.

Розклад вектора по ортогональній системі векторів називається рядом Фур’є цього вектора.

Приклад

Нехай - множина всіх - періодичних функцій, квадрат яких інтегрований. . - лінійний простір. Скалярний добуток на цій множині .

Для комплекснозначних функцій . Тоді з леми випливає, що система функцій ортогональна відносно введеного скалярного добутку, але не ортонормована.

- ортонормована система. Для - теж ортогональна система на .

- ортонормована

Властивості скалярного добутку

1) Неперервність

Лема

Нехай є скалярний добуток тоді мають місце наступні твердження:

1. Функція - неперервна функція своїх аргументів.

2. Якщо , то .

3. Якщо система векторів ортонормована, і

то .

Доведення

За визначенням, .

1. Нехай . Треба довести, що

Розглянемо

Нерівність Коші – Буняковського

2.

3.