Funciones Otrogonales

Funciones ortogonoles

A diferencia del análisis vectorial, en donde la palabra ortogonal es sinónimo de "perpendicular", en el presente contexto el término ortogonal no tiene significado geométrico.

En "análisis funcional" se dice que dos funciones f y g de un cierto espacio son "ortogonales" si su producto escalar es nulo. Dos funciones y son ortogonales es un intervalo [a, b] si

Conjuntos Ortogonales

Un conjunto de funciones de valor real es ortogonal en un intervalo [a, b] si

EJEMPLO 1 Funciones ortogonales Las funciones ƒ1 (x) = x2 y ƒ2 (x) = x3 son ortogonales en el intervalo [ 1, 1] porque

Un conjunto de funciones {f 1(x), f 2(x),…} es un conjunto ortogonal de funciones en el intervalo [a,b] si cualesquiera dos funciones son ortogonales entre si.

(n ¹ m).

Se considerará solo conjuntos ortogonales en los que ninguna de las funciones son idénticamente iguales a cero en [a,b].

Los coeficientes de una serie respecto a un conjunto ortogonal tiene una forma útil, que se deducirá ahora. Suponga que {f 1(x), f 2(x),…} es un conjunto ortogonal de funciones en el intervalo [a,b] y que .

se considerará solo conjuntos ortogonales en los que ninguna de las funciones son idénticamente iguales a cero en [a,b]. Los coeficientes de una serie respecto a un conjunto ortogonal tiene una forma útil, que se deducirá ahora. Suponga que {f 1(x), f 2(x),…} es un conjunto ortogonal de funciones en el intervalo [a,b] y que . Se quiere obtener una fórmula para los coeficientes Cn en términos de f(x) y de las funciones ortogonales f n(x). Se selecciona un miembro del conjunto ortogonal, digamos, f n(x), y tome el producto interno con f(x). es decir, se multiplican ambos lados de por f n(x), y se integra sobre el intervalo para obtener suponga que la integración y la suma se puede intercambiar para dar . Pero f , forma un conjunto ortogonal, de manera que (f n, f m) = 0 si n ¹ m. Entonces se convierte en Teorema fundamental de una función por una serie de funciones ortogonales. Suponga que f(x) es diferenciable por partes en el intervalo [a,b] y que donde {f n(x)} es un conjunto ortogonal de funciones en [a,b]. Entonces Una prueba rigurosa del teorema incluye consideraciones técnicas que están más allá del nivel de esta investigación. Estas consideraciones se refieren a la convergencia de y a la demostración de que la suma y la integral se pueden intercambiar. Además cuando se escribe , de hecho, no se requiere que la serie converja a f(x) para toda x. Las condiciones suficientes para garantizar el intercambio de Fourier del seno y del coseno, también se analizan en qué sentido es igual a f(x). Sólo se necesita la continuidad por las partes de f y las f n para este teorema.

Ejemplo 2: Sea T un subconjunto de Rʒ

T={(1,0,0);(0,2,0);(0,0,-1)}.

Primeramente T es un sub espacio vectorial de Rʒ Sus elementos

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