部分空間と直交補空間の距離について

このQ&Aのポイント
  • 部分空間と直交補空間について学習しています。部分空間への射影行列はU*U^tで表され、直交補空間への射影行列はI - Pです。
  • 直交補空間への射影成分の距離d⊥はノルムの二乗で表され、常に正の数です。
  • 距離の式の"x"はどのようなデータかという質問もあります。
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部分空間と、その直交補空間への距離について

現在、大学の講義で部分空間と、それに対する直交補空間について学習しています。 そこで、部分空間を張るベクトルをU = {u1, u2, ... ,un} (u1~unは縦ベクトル)とした場合、 その部分空間への射影行列は P = U*U^t (^tは転置)で表され、それと対応する直交補空間 への射影行列はP⊥= I - P(I は単位行列)となると習いました。 また直交補空間への射影成分の距離d⊥は  (d⊥)^2 = || P⊥*x ||^2 = x^t *(I - U*U^t)*x であると習いました。 ここで質問なのですが、上の距離の式の"x"とはどのようなデータですか? また、上の式はノルムの二乗となっているので、距離は常に正の数ということになりますか? 色々と質問してしまい、すみません。よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

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  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.1

> 上の距離の式の"x"とはどのようなデータですか? 質問の意図がイマイチ判りませんが… x は、部分空間 Span U を含むもとの線形空間のベクトルです。 それを、行列 U を表示したのと同じ基底の上に成分表示して、 列ベクトルとして書いたもの…と言えば、正確かな。 もとの線形空間どんな空間かは、質問文中に記述がありませんが、 転置を(エルミート共役ではなく)使っているところを見ると、 何かの実線形空間には違いないでしょう。 > 上の式はノルムの二乗となっているので、 > 距離は常に正の数ということになりますか? 左辺が、距離ではなく、距離の二乗であることに注意しましょう。 距離は正または零と定義されていますが、それは その式から導かれることではなく、両辺の平方根をとるときに 別途必要な条件です。

t_ka_wes
質問者

お礼

ありがとうございます。

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