Zusammenfassung: In
diesem Abschnitt wird der Gram-Schmidt-Prozess zur Konstruktion einer
orthonormierten Basis in einem Vektorraum erläutert. Er enthält einen Link zu
einer Simulation zur Konstruktion einer orthonormierten Basis im R3
Gegeben seien drei linear unabhängige Vektoren a, b,
c in R3 , gesucht sind drei orthonormierte Vektoren, A, B,
C, die eine orthonormierte Basis für R3 bilden.
Vorgehensweise:
- Es werden aus a,b,c drei orthogonale Vektoren
konstruiert
- Danach werden diese Vektoren normiert
Verbale Beschreibung des Algorithmus:
- Man setzt a = A
- Man zerlegt b in seine Projektion auf
A und den dazu ortogonalen Vektor. Dieser ist der gesuchte Vektor
B, da er auch zu A orthogonal ist.
- Den Vektor c (der keine Kombination von
a und b und damit von A und B
ist) zerlegt man in seinen Anteil in der A,B-Ebene und dem dazu
orthogonalen Anteil. Letzterer ist der gesucht Vektor C, da er
ja zu A und zu B orthogonal ist.
- Man normiert die Ergebnisse und bildte
q1 ,q2 ,q3
Formale Beschreibung des Algorithmus:
Verallgemeinerung:
Hat man n linear unabhängige Vektoren im Rn
, so wendet man den Algorithmus analog an, ein Vektor wird ausgesucht, der
zweite in seine Projektionsteile zerlegt und der zum ersten Vektor orthogonale
Teil als neuer Basisvektor gewählt, der nächste Vektor wird zu den ersten beiden
orthgonal gewählt usw. Zum Schluss wird normiert.
Beispiel:

Simulation
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