n维空间里的n个向量的最小夹角的最大值是什么样?二维是单面的还是双面的

发表时间:2018-01-19 02:20:02 作者: 来源: 浏览:

在上一篇文章中,小编为您详细介绍了关于《方正文祥电脑重装系统谁是u启动选项50?与surface studio类似一体机有哪几款》相关知识。本篇中小编将再为您讲解标题n维空间里的n个向量的最小夹角的最大值是什么样?二维是单面的还是双面的。

②维的话是①⑧⓪ · ③维是①②⓪(正③角形的中心到③个顶点),④维看上去是正④面体的中心到④个顶点,大概①⓪⑨?

①个平凡的下界是⑨⓪ · 即两两垂直。利用①些小技巧,可以归纳证明对任意n,这个最大值都严格大于⑨⓪.

可以猜测当n趋于无穷时,这个最大值趋于⑨⓪.

另外,题目中的n维空间似乎可以改成n-①维。

这道题的背景是,n个随机变量,两两间最大相关系数的最小值是什么。

答案区里有个类似问题:n维空间里最多存在几个向量,使两两夹角大于⑨⓪°?

有兴趣的答主不妨①起算了。

灵魂画手又来了!贡献①个高中生都能看懂的方法。

首先用直觉想①下,n 维空间中的 n 个向量,至少可以做到两两成直角。

所以,本题的答案至少是直角,很有可能是钝角。

那么,如果 n 个向量两两成钝角,它们在空间中大约应该排成什么样子呢?

大约应该排成下图中各个粗箭头的样子。

不妨设各个向量都是单位向量,黄色箭头的坐标为,即仅有最后①维坐标为 -① · 其它维坐标均为 ⓪。不妨称最后①维为 z 坐标。既然各个向量都成钝角,那么除黄色箭头外,各向量的 z 坐标均为正。

黄色箭头外的各个向量应当互相排斥,使得两两之间的夹角尽可能大。

直觉告诉我们,这些向量的末端应该位于同①高度(即 z 坐标相等)。如果有①个向量的 z 坐标比别的高(如橙色细线),那么把它「掰」到其它向量中最低的高度(橙色粗线),只有好处没有坏处。

是这样吗?我们来证明①下。设朝上的各个向量中最「低」的向量与 z 轴夹角为,这也是橙色向量要掰到的目标位置;而橙色向量本来与 z 轴的夹角为,。

把橙色向量掰下来,不会影响各个向量与黄色向量夹角的最小值。

而橙色向量与朝上的向量之间的夹角会变大,所以夹角最小值①定不会变小。理由如下:

把橙色向量与 z 轴垂直的分量方向称作 y 轴。

由于其它朝上的向量都与橙色向量成钝角,它们的 y 坐标必须均为负。

把橙色向量①掰,其它各向量与它的 y 坐标乘积和 z 坐标乘积都会变小,所以内积变小,夹角变大。

于是我们就证明了,各个朝上的向量的 z 坐标都相等,等于。

于是可以写出①些向量的坐标(最后两维为 y 和 z):

黄色向量坐标为:

橙色向量(粗线)坐标为:

其它任①向量的坐标为:

注意,对于其它任①向量,除 y, z 外的坐标我们不关心,而 y 坐标是常数,因为它们与橙色向量的夹角都相等。

由夹角和夹角相等可得: (①)。

设 n 维空间中,n 个向量间最小夹角的最大值的余弦为,于是 (②)。

然后把各个朝上的向量投影到与 z 轴垂直的 n-① 维子空间中去。

橙色向量变成,其它任①向量变成。

注意这两个向量的长度都变成了。它们的夹角余弦为 (③)。

把 (① · ② · ③) ③式联立,消去和,可以得到。

把它看作关于的①元②次方程,可解得(舍去)或。

变形得,故成公差为 ① 的等差数列。

显然,于是有。

故 n 维空间中 n 个向量间最小夹角的最大值为。

如果有上面或者下面或者上下两面,那不就是③维了嘛...

在面中

编后语:关于《n维空间里的n个向量的最小夹角的最大值是什么样?二维是单面的还是双面的》关于知识就介绍到这里,希望本站内容能让您有所收获,如有疑问可跟帖留言,值班小编第一时间回复。 下一篇内容是有关《电脑开机出现一串字母该咋办?如何看待android绿色应用公约》,感兴趣的同学可以点击进去看看。

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