{"id":2349,"date":"2017-07-25T01:38:23","date_gmt":"2017-07-25T06:38:23","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/matg1003\/?p=2349"},"modified":"2019-07-30T12:12:45","modified_gmt":"2019-07-30T17:12:45","slug":"cl4-03-ortogonalidad-ortonormalidad-y-proyecciones","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/matg1003\/cl4-03-ortogonalidad-ortonormalidad-y-proyecciones\/","title":{"rendered":"cl4-03. Ortogonalidad, ortonormalidad y proyecciones"},"content":{"rendered":"<hr \/>\n<p><strong>Ortogonalidad y ortonormalidad.<\/strong><\/p>\n<pre style=\"text-align: justify\"><strong>Definici\u00f3n.<\/strong> Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">V<\/span> un espacio vectorial euclidiano, y sean <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">u,v\\in V<\/span>. Se dice que los vectores <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">u<\/span> y <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">v<\/span> son ortogonales si y solo si <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">\\left\\langle u,v \\right\\rangle =0<\/span><\/pre>\n<pre style=\"text-align: justify\"><strong>Teorema.<\/strong> Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">V<\/span> un espacio vectorial euclidiano, el vector neutro <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">{0}_{v}\\in V<\/span> es ortogonal a todos los vectores del espacio V.<\/pre>\n<pre style=\"text-align: justify\"><strong>Definici\u00f3n.<\/strong> Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">V<\/span> un espacio vectorial euclidiano. Sea el conjunto <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">S=\\left\\{ {{v}_{1}},{{v}_{2}},\\cdots {{v}_{n}} \\right\\}\\subseteq V<\/span>. Se dice que S es un conjunto <strong>ortogonal<\/strong> si y solo si <span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\">\\left\\langle {{v}_{i}},{{v}_{j}} \\right\\rangle =\\left\\{ \\begin{array}{rr} 0, &amp; i\\ne j \\\\ {{\\left\\| {{v}_{i}} \\right\\|}^{2}}, &amp; i=j \\end{array} \\right.<\/span><\/pre>\n<pre style=\"text-align: justify\"><strong>Definici\u00f3n.<\/strong> Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">V<\/span> un espacio vectorial euclidiano. Sea el conjunto <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">S=\\left\\{ {{u}_{1}},{{u}_{2}},\\cdots {{u}_{n}} \\right\\}\\subseteq V<\/span>. Se dice que S es un conjunto <strong>ortonormal<\/strong> si y solo si <span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\">\\left\\langle {{v}_{i}},{{v}_{j}} \\right\\rangle =\\left\\{ \\begin{array}{rr} 0, &amp; i\\ne j \\\\ 1, &amp; i=j \\end{array} \\right.<\/span><\/pre>\n<p style=\"text-align: justify\">De acuerdo a las definiciones, se observa que un conjunto ortogonal contiene vectores perpendiculares entre s\u00ed, por lo cual el vector neutro puede estar contenido en ellos. Por otra parte, un conjunto ortonormal contiene vectores perpendiculares entre s\u00ed y con norma unitaria; esta condici\u00f3n excluye la posibilidad que el neutro pertenezca al conjunto. Todo conjunto ortonormal es ortogonal, pero no todo conjunto ortogonal es ortonormal.<\/p>\n<pre style=\"text-align: justify\"><strong>Teorema.<\/strong> Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">V<\/span> un espacio vectorial euclidiano, y sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">S \\subseteq V<\/span> tal que S no contiene al neutro. Se cumple que si S es ortogonal, entonces S es linealmente independiente.<\/pre>\n<p style=\"text-align: justify\"> Este teorema indica que, con excepci\u00f3n hecha para el vector neutro, la condici\u00f3n de ortogonalidad es m\u00e1s fuerte que la condici\u00f3n de independencia lineal. Si el conjunto no contiene al neutro, la condici\u00f3n de ortogonalidad garantiza autom\u00e1ticamente la independencia lineal.<\/p>\n<pre style=\"text-align: justify\"><strong>Corolario.<\/strong> Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">V<\/span> un espacio vectorial euclidiano. Todo conjunto ortonomal <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">S \\subseteq V<\/span> es tambi\u00e9n linealmente independiente.<\/pre>\n<hr \/>\n<p><strong>Proyecci\u00f3n escalar y vectorial.<\/strong><\/p>\n<pre style=\"text-align: justify\"><strong>Definici\u00f3n.<\/strong> Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">V<\/span> un espacio vectorial euclidiano, y sean <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">u,v\\in V<\/span>. donde <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">v\\ne {{\\mathbf{0}}_{v}}<\/span>. Se define la <strong>proyecci\u00f3n escalar<\/strong> del vector <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">u<\/span> sobre el vector <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">v<\/span> como: <span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\">Pro{{y}_{v}}u=\\frac{\\left\\langle u,v \\right\\rangle }{\\left\\| v \\right\\|}<\/span><\/pre>\n<pre style=\"text-align: justify\"><strong>Definici\u00f3n.<\/strong> Sea <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">V<\/span> un espacio vectorial euclidiano, y sean <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">u,v\\in V<\/span>, donde <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">v\\ne {{\\mathbf{0}}_{v}}<\/span>. Se define la <strong>proyecci\u00f3n vectorial<\/strong> del vector <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">u<\/span> sobre el vector <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">v<\/span> como: <span class=\"wp-katex-eq katex-display\" data-display=\"true\">{{\\vec{\\mathop{Proy}}\\,}_{v}}u=\\frac{\\left\\langle u,v \\right\\rangle }{\\left\\| v \\right\\|}\\odot \\frac{v}{\\left\\| v \\right\\|}=\\frac{\\left\\langle u,v \\right\\rangle }{{{\\left\\| v \\right\\|}^{2}}}\\odot v<\/span><\/pre>\n<p style=\"text-align: justify\">Estas definiciones son an\u00e1logas a las proyecciones definidas en <span class=\"wp-katex-eq\" data-display=\"false\">{{\\mathsf{\\mathbb{R}}}^{n}}<\/span> mediante el producto punto. Mediante el producto interno, se puede generalizar la definici\u00f3n a cualquier espacio vectorial euclidiano.<\/p>\n<hr \/>\n<p><strong>Enlaces de inter\u00e9s<\/strong><\/p>\n<pre><a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/matg1003\/videos-semana-13\/\">Clase Online<\/a>\r\n<a href=\"https:\/\/b.socrative.com\/login\/student\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Socrative Student<\/a>\r\n<a href=\"https:\/\/www.sidweb.espol.edu.ec\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Plataforma SIDWeb<\/a>\r\n<a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/matg1003\/referencias-bibliograficas\/\">Referencias Bibliogr\u00e1ficas<\/a><\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ortogonalidad y ortonormalidad. Definici\u00f3n. Sea un espacio vectorial euclidiano, y sean . Se dice que los vectores y son ortogonales si y solo si Teorema. Sea un espacio vectorial euclidiano, el vector neutro es ortogonal a todos los vectores del espacio V. Definici\u00f3n. Sea un espacio vectorial euclidiano. Sea el conjunto . Se dice que &hellip; <a href=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/matg1003\/cl4-03-ortogonalidad-ortonormalidad-y-proyecciones\/\" class=\"more-link\">Sigue leyendo <span class=\"screen-reader-text\">cl4-03. 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