Edoardo Provenzi - From Euclidean to Hilbert Spaces

Здесь есть возможность читать онлайн «Edoardo Provenzi - From Euclidean to Hilbert Spaces» — ознакомительный отрывок электронной книги совершенно бесплатно, а после прочтения отрывка купить полную версию. В некоторых случаях можно слушать аудио, скачать через торрент в формате fb2 и присутствует краткое содержание. Жанр: unrecognised, на английском языке. Описание произведения, (предисловие) а так же отзывы посетителей доступны на портале библиотеки ЛибКат.

From Euclidean to Hilbert Spaces: краткое содержание, описание и аннотация

Предлагаем к чтению аннотацию, описание, краткое содержание или предисловие (зависит от того, что написал сам автор книги «From Euclidean to Hilbert Spaces»). Если вы не нашли необходимую информацию о книге — напишите в комментариях, мы постараемся отыскать её.

From Euclidian to Hilbert Spaces analyzes the transition from finite dimensional Euclidian spaces to infinite-dimensional Hilbert spaces, a notion that can sometimes be difficult for non-specialists to grasp. The focus is on the parallels and differences between the properties of the finite and infinite dimensions, noting the fundamental importance of coherence between the algebraic and topological structure, which makes Hilbert spaces the infinite-dimensional objects most closely related to Euclidian spaces.<br /><br />The common thread of this book is the Fourier transform, which is examined starting from the discrete Fourier transform (DFT), along with its applications in signal and image processing, passing through the Fourier series and finishing with the use of the Fourier transform to solve differential equations.<br /><br />The geometric structure of Hilbert spaces and the most significant properties of bounded linear operators in these spaces are also covered extensively. The theorems are presented with detailed proofs as well as meticulously explained exercises and solutions, with the aim of illustrating the variety of applications of the theoretical results.

From Euclidean to Hilbert Spaces — читать онлайн ознакомительный отрывок

Ниже представлен текст книги, разбитый по страницам. Система сохранения места последней прочитанной страницы, позволяет с удобством читать онлайн бесплатно книгу «From Euclidean to Hilbert Spaces», без необходимости каждый раз заново искать на чём Вы остановились. Поставьте закладку, и сможете в любой момент перейти на страницу, на которой закончили чтение.

Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать
Figure 13 Visualization of property 2 in ℝ 2 For a color version of this - фото 115

Figure 1.3. Visualization of property 2 in ℝ 2. For a color version of this figure, see www.iste.co.uk/provenzi/spaces.zip

3) P x v minimizes the distance between the terminal point of v and the x axis. In Figure 1.2, картинка 116and картинка 117are, in fact, the hypotenuses of right-angled triangles ABC and ACD ; on the other hand, картинка 118is another side of these triangles, and is therefore smaller than картинка 119and картинка 120. картинка 121is the distance between the terminal point of v and the terminal point of P x v , while картинка 122and картинка 123are the distances between the terminal point of v and the diagonal projections of v onto x rooted at B and D , respectively.

We wish to define an orthogonal projection operation for an abstract inner product space of dimension n which retains these same geometric properties.

Analyzing orthogonal projections in ℝ 3helps us to establish an idea of the algebraic definition of this operation. Figure 1.4shows a vector v ∈ ℝ 3and the plane produced by the orthogonal vectors u 1and u 2. We see that the projection p of v onto this plane is the vector sum of the orthogonal projections From Euclidean to Hilbert Spaces - изображение 124and From Euclidean to Hilbert Spaces - изображение 125onto the two vectors u 1and u 2taken separately, i.e. Figure 14 Orthogonal projection p of a vector in ℝ 3 onto the plane - фото 126.

Figure 14 Orthogonal projection p of a vector in ℝ 3 onto the plane produced - фото 127

Figure 1.4. Orthogonal projection p of a vector in ℝ 3 onto the plane produced by two unit vectors. For a color version of this figure, see www.iste.co.uk/provenzi/spaces.zip

Generalization should now be straightforward: consider an inner product space ( V , 〈, 〉) of dimension n and an orthogonal family of non-zero vectors F = { u 1, . . . , u m}, mn , u i≠ 0 V∀ i = 1, . . . , m .

The vector subspace of V produced by all linear combinations of the vectors of F shall be written Span( F ):

The orthogonal projection operator or orthogonal projector of a vector v V - фото 128

The orthogonal projection operator or orthogonal projector of a vector vV onto S is defined as the following application, which is obviously linear:

Theorem 112 shows that the orthogonal projection defined above retains all of - фото 129

Theorem 1.12 shows that the orthogonal projection defined above retains all of the properties of the orthogonal projection demonstrated for ℝ 2.

THEOREM 1.12.– Using the same notation as before, we have:

1) if sS then P S( s ) = s , i.e. the action of P Son the vectors in S is the identity;

2) ∀ vV and sS , the residual vector of the projection, i.e. vP S( v ), is ⊥ to S :

3 v V et s S v P S v v s and the equality holds if and - фото 130

3) ∀ vV et sS : ‖ vP S( v )‖ ≼ ‖ vs ‖ and the equality holds if and only if s = P S( v ). We write:

From Euclidean to Hilbert Spaces - изображение 131

PROOF.–

1) Let sS , i.e. From Euclidean to Hilbert Spaces - изображение 132, then:

2 Consider the inner product of P S v and a fixed vector u j j 1 - фото 133

2) Consider the inner product of P S( v ) and a fixed vector u j, j ∈ {1, . . . , m }:

hence Lemma 11 guarantees that 3 It is helpful - фото 134

hence:

Lemma 11 guarantees that 3 It is helpful to rewrite the difference v s as - фото 135

Lemma 1.1 guarantees that 3 It is helpful to rewrite the difference v s as v P S v P S v - фото 136.

3) It is helpful to rewrite the difference vs as vP S( v ) + P S( v ) − s . From property 2, vP S( v )⊥ S , however P S( v ), sS so P S( v )− sS . Hence ( vP S( v )) ⊥ ( P S( v ) − s ). The generalized Pythagorean theorem implies that:

hence v s v P S v v V s S Evidently P S v s - фото 137

hence ‖ vs ‖ ≽ ‖ vP S( v )‖ ∀ vV, sS .

Evidently, ‖ P S( v ) − s ‖ 2= 0 if and only if s = P S( v ), and in this case ‖ vs ‖ 2= ‖ vP S( v )‖ 2.□

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Похожие книги на «From Euclidean to Hilbert Spaces»

Представляем Вашему вниманию похожие книги на «From Euclidean to Hilbert Spaces» списком для выбора. Мы отобрали схожую по названию и смыслу литературу в надежде предоставить читателям больше вариантов отыскать новые, интересные, ещё непрочитанные произведения.


Отзывы о книге «From Euclidean to Hilbert Spaces»

Обсуждение, отзывы о книге «From Euclidean to Hilbert Spaces» и просто собственные мнения читателей. Оставьте ваши комментарии, напишите, что Вы думаете о произведении, его смысле или главных героях. Укажите что конкретно понравилось, а что нет, и почему Вы так считаете.

x