Afstand en skalair product

 

Om het begrip afstand te definiëren hebben we een metriek nodig. Dit kan je hier lezen. Een voorbeeld van een metriek in \mathbb{R}^2 is de Euclidische afstand, gedefinieerd door

    \[  d(x,y)=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}\]

Hiermee is een norm gedefinieerd via

    \[\Vert x\Vert =\sqrt{x_1^2+y_1^2}\]

en dan is

    \[d(x,y)=\Vert y-x\Vert\]

In \mathbb{R}^2 is er ook een skalair product

    \[x.y=x_1x_2+y_1y_2\]

Dit is een product met volgende eigenschappen:

  1. x.x \geq 0 en x.x=0 \Leftrightarrow x=0.
  2. x.y=y.x
  3. x.(ry+sz)=r x.y +s x.z

Het gegeven skalair product definieert dus de Euclidische metriek, via \Vert x\Vert = \sqrtçx.x} . Maar dat is niet altijd zo. Er zijn metrieken waarmee geen skalair product is geassocieerd. Een voorbeeld is de Manhattan metriek

    \[d(x,y)=|x_2-x_1|+|y_2-y_1|\]

 Er is geen skalair product dat hiermee correspondeert.

Normen die voldoen aan de parallellogram eigenschap kunnen een skalair product definiëren, andere niet:

    \[\Vert x+y \Vert +\Vert x-y \Vert=2(\Vert x \Vert+ \Vert y\Vert)\]