复向量内积例题详解


定义

x , y ∈ C n x,y \in C^n x,yCn,其内积
( x , y ) = x 1 y 1 ‾ + x 2 y 2 ‾ + . . . + x n y n ‾ = ∑ i = 1 n x i y i ‾ (x,y) = x_1 \overline{y_1} + x_2 \overline{y_2} + ... + x_n \overline{y_n} = {\displaystyle {\sum _{i=1}^{n}{x_{i} \overline{y_{i} }}}} (x,y)=x1y1+x2y2+...+xnyn=i=1nxiyi
其中, C C C代表复数域。


计算示例


问题引入

现在有两个复向量:
x = ( 2 + i , 3 + i ) , y = ( 1 + 2 i , 2 + i ) x=(2+i,3+i),y=(1+2i,2+i) x=(2+i,3+i)y=(1+2i,2+i)
请求出 ( x , y ) (x,y) (x,y),即复向量的内积。


求解思路

容易得知, y 1 ‾ = ( 1 − 2 i ) \overline{y_1}=(1-2i) y1=(12i) y 2 ‾ = ( 2 − i ) \overline{y_2}=(2-i) y2=(2i)

因此,
( x , y ) = x 1 y 1 ‾ + x 2 y 2 ‾ + . . . + x n y n ‾ = ∑ i = 1 n x i y i ‾ = ( 2 + i ) ( 1 − 2 i ) + ( 3 + i ) ( 2 − i ) (x,y) = x_1 \overline{y_1} + x_2 \overline{y_2} + ... + x_n \overline{y_n} = {\displaystyle {\sum _{i=1}^{n}{x_{i} \overline{y_{i} }}}} = (2+i)(1-2i)+(3+i)(2-i) (x,y)=x1y1+x2y2+...+xnyn=i=1nxiyi=(2+i)(12i)+(3+i)(2i)

⇒ ( x , y ) = 2 − 4 i + i − 2 i 2 + 6 − 3 i + 2 i − i 2 = 8 − 4 i − 3 i 2 = 11 − 4 i \Rightarrow(x,y) = 2-4i+i-2i^2+6-3i+2i-i^2 = 8-4i-3i^2=11-4i (x,y)=24i+i2i2+63i+2ii2=84i3i2=114i

于是 ( x , y ) = 11 − 4 i (x,y)= 11-4i (x,y)=114i


大功告成!最后感谢小伙伴们的学习噢~

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