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Euklidische Vektorräume, Euklidische Norm

Um in abstrakten Vektorräumen Begriffe wie Länge, Winkel, Orthogonalität verwenden zu können, werden EUKLIDische Vektorräume eingeführt.

1. Euklidischer Vektorraum: Es sei ein reeller Vektorraum. Ist eine Abbildung mit folgenden Eigenschaften (statt wird geschrieben), dann gilt für alle und für alle
(5.219)

(5.220)

(5.221)

(5.222)

und heißt Skalarprodukt auf . Ist auf ein Skalarprodukt erklärt, so heißt ein EUKLIDischer Vektorraum .

2. Euklidische Norm: Mit wird die EUKLIDische Norm (Länge) von bezeichnet. Der Winkel zwischen aus wird über die Formel
(5.223)

erklärt. Ist so werden und zueinander orthogonal genannt.

Beispiel

Im Zusammenhang mit FOURIER-Reihen werden Funktionen der Form und betrachtet. Diese Funktionen können als Elemente von aufgefaßt werden. Im Funktionenraum wird durch

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ein Skalarprodukt erklärt. Wegen
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(5.226)

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sind die Funktionen und für alle paarweise zueinander orthogonal. Diese Orthogonalität trigonometrischer Funktionen wird zur Berechnung der FOURIER-Koeffizienten bei der FOURIER-Analyse ausgenutzt.