证明在n维欧氏空间V中两两夹钝角(即夹角大于兀/2)的向量不能多于n+1个.请帮忙给出正确答案和分析

大学本科 已帮助: 时间:2024-11-11 20:03:24

证明在n维欧氏空间V中两两夹钝角(即夹角大于兀/2)的向量不能多于n+1个.
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!

难度:⭐⭐⭐

题库:大学本科,理学,数学类

标签:钝角,夹角,向量

参考解答

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490***101

2024-11-11 20:03:24

正确答案:对n作数学归纳法n=1时结论显然成立设对n-1维欧氏空间结论成立.当dim V=n时若V内有n+2个向量α1…αn+1αn+12两两夹钝角则有(αiαj)≤01≤in+2)则V=M⊕M对于i=12…n+1设αi=kiαn+2i+(βi∈M-).因 (αiαn+2)=kin+2αn+2)<0故ki<0.又当i≠j时(αiαj)=kikjn+2n+2)+(βiβj)<0.而kikjn+2αn+2)>0故(βiβj)<0.这样M是n一1维欧氏空间β1β2…βn+1是M内n+1个两两夹钝角的向量与归纳假设矛盾.
对n作数学归纳法,n=1时结论显然成立,设对n-1维欧氏空间结论成立.当dimV=n时,若V内有n+2个向量α1,…αn+1,αn+12两两夹钝角,则有(αi,αj)≤0,1≤in+2),则V=M⊕M⊥,对于i=1,2,…,n+1,设αi=kiαn+2+βi+(βi∈M-).因(αi,αn+2)=ki(αn+2,αn+2)<0,故ki<0.又当i≠j时,(αi,αj)=ki,kj(αn+2+αn+2)+(βi,βj)<0.而kikj(αn+2,αn+2)>0,故(βi,βj)<0.这样M⊥是n一1维欧氏空间,β1,β2…,βn+1是M⊥内n+1个两两夹钝角的向量,与归纳假设矛盾.

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