Indre produkt

Der er ingen kildehenvisninger i denne artikel, hvilket er et problem. Begrundelsen kan findes på diskussionssiden eller i artikelhistorikken. Du kan hjælpe ved at angive kilder til de påstande, der fremføres. Hvis ikke der tilføjes kilder, vil artiklen muligvis blive slettet (april 2020) (Lær hvordan og hvornår man kan fjerne denne skabelonbesked)

Et indre produkt er i matematikken en funktion ${\displaystyle f\colon V\times V\rightarrow \mathbb {R} }$ eller ${\displaystyle f\colon V\times V\rightarrow \mathbb {C} }$, hvor V er et reelt hhv. komplekst vektorrum, der opfylder tre betingelser. Værdien ${\displaystyle f(\mathbf {u} ,\mathbf {v} )}$ skrives dog normalt ${\displaystyle \langle \mathbf {u} ,\mathbf {v} \rangle }$.

Lad os først se på det reelle tilfælde, så lad i det følgende u, v, w være vilkårlige vektorer i et reelt vektorrum V, og r, s være vilkårlige reelle tal. Nu skal et indre produkt opfylde:

1. ${\displaystyle \langle r\mathbf {u} +s\mathbf {v} ,\mathbf {w} \rangle =r\langle \mathbf {u} ,\mathbf {w} \rangle +s\langle \mathbf {v} ,\mathbf {w} \rangle }$ og ${\displaystyle \langle \mathbf {u} ,r\mathbf {v} +s\mathbf {w} \rangle =r\langle \mathbf {u} ,\mathbf {v} \rangle +s\langle \mathbf {u} ,\mathbf {w} \rangle }$.
2. ${\displaystyle \langle \mathbf {u} ,\mathbf {v} \rangle =\langle \mathbf {v} ,\mathbf {u} \rangle }$.
3. ${\displaystyle \langle \mathbf {v} ,\mathbf {v} \rangle \geq 0}$ og ${\displaystyle \langle \mathbf {v} ,\mathbf {v} \rangle =0\Leftrightarrow \mathbf {v} =\mathbf {0} }$.

Altså er et indre produkt på et reelt vektorrum en positiv definit ikke-degenereret symmetrisk bilinearform.

Et eksempel på et indre produkt, er prikproduktet på ${\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}$, defineret ved

${\displaystyle \mathbf {u} \cdot \mathbf {v} =\sum _{i=1}^{n}u_{i}v_{i}}$,

hvor ${\displaystyle \mathbf {u} =(u_{1},u_{2},\dots ,u_{n})^{T}}$ og ${\displaystyle \mathbf {v} =(v_{1},v_{2},\dots ,v_{n})^{T}}$.

I det komplekse tilfælde er reglerne lidt anderledes. Lad nu u, v, w være vilkårlige vektorer i et komplekst vektorrum V, og z, w være vilkårlige komplekse tal. Nu skal et indre produkt opfylde:

1. ${\displaystyle \langle z\mathbf {u} +w\mathbf {v} ,\mathbf {w} \rangle =z\langle \mathbf {u} ,\mathbf {w} \rangle +w\langle \mathbf {v} ,\mathbf {w} \rangle }$ og ${\displaystyle \langle \mathbf {u} ,z\mathbf {v} +w\mathbf {w} \rangle ={\overline {z}}\langle \mathbf {u} ,\mathbf {v} \rangle +{\overline {w}}\langle \mathbf {u} ,\mathbf {v} \rangle }$.
2. ${\displaystyle \langle \mathbf {u} ,\mathbf {v} \rangle ={\overline {\langle \mathbf {v} ,\mathbf {u} \rangle }}}$.
3. ${\displaystyle \langle \mathbf {v} ,\mathbf {v} \rangle \geq 0}$ og ${\displaystyle \langle \mathbf {v} ,\mathbf {v} \rangle =0\Leftrightarrow \mathbf {v} =\mathbf {0} }$.

Anden del af 1. er ofte udeladt af definitionen, da det følger af 2.

Et vektorrum med et indre produkt, kaldes et indre produkt-rum.

Spire Denne artikel om matematik er en spire som bør udbygges. Du er velkommen til at hjælpe Wikipedia ved at udvide den.