جميع الكتب

مهني

1 Markets I: The Ecosystem and Exchange-Traded Marketsالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 2 Markets II: Rates, FX and Creditالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 3 Markets III: Commodities, Energy and Cryptoالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 4 Quantitative Methodsالأساليب عبر الإنترنتالإنجليزية 5 Derivatives and Volatilityالمشتقات عبر الإنترنتالإنجليزية 6 Rates, Credit, XVA and Riskالفائدة والائتمان والمخاطر عبر الإنترنتالإنجليزية 7 Research Craft: Predictors, Backtests, Measurement, Portfoliosالبحث عبر الإنترنتالإنجليزية 8 Strategies I: Equities and Futuresالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 9 Strategies II: Volatility, Relative Value, Macro and the Bank Desksالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 10 Microstructure and Executionالتنفيذ عبر الإنترنتالإنجليزية 11 Market Making and High-Frequency Tradingصناعة السوق عبر الإنترنتالإنجليزية 12 Machine Learning for Marketsتعلم الآلة عبر الإنترنتالإنجليزية 13 Low-Latency Softwareالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 14 Networks, Hardware and Trading Infrastructureالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 15 Research, Data and Risk Platformsالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 16 The Desk and the Firmالشركة عبر الإنترنتالإنجليزية 17 The Industry: Firms, Roles and Careersالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 18 Interviews I: Maths, Probability and Speedالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 19 Interviews II: Markets, Trading Games and the Final Roundالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 20 Interviews III: Codeالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية
التطبيقات حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الرياضيات · المسرد

ما معنى عائلة متعامدة ممنظمة؟

تعريف 23.5 الرياضيات الجامعية — السنة 1 · الفصل 23 — الفضاءات الإقليدية

يكون x⊥yx \perp y إذا كان ⟨x,y⟩=0\langle x, y \rangle = 0. وتكون العائلة متعامدة إذا كانت متجهاتها متعامدة مثنى مثنى، و متعامدة ممنظمة إذا كان معيار كلٍّ منها فوق ذلك 11. والمتمم المتعامد لفضاء جزئي FF هو

F⊥={x∈E:∀y∈F, ⟨x,y⟩=0},F^{\perp} = \{x \in E : \forall y \in F,\ \langle x, y\rangle = 0\},

وهو فضاء جزئي من EE.

أمثلة

مثال 23.7 (الإحداثيات المتعامدة الممنظمة، مع تحقق بارسيفال)

انشر x=(1,2,3)x = (1, 2, 3) في الأساس المتعامد الممنظم للمقدار التمرين 23.3،

e1=12(1,1,0),e2=16(1,−1,2),e3=13(−1,1,1).e_1 = \tfrac{1}{\sqrt2}(1,1,0), \quad e_2 = \tfrac{1}{\sqrt6}(1,-1,2), \quad e_3 = \tfrac{1}{\sqrt3}(-1,1,1).

فلا جملة تُحلّ — بل ثلاثة جداءات سلّمية:

⟨x,e1⟩=32,⟨x,e2⟩=1−2+66=56,⟨x,e3⟩=−1+2+33=43.\langle x, e_1\rangle = \frac{3}{\sqrt2}, \qquad \langle x, e_2\rangle = \frac{1 - 2 + 6}{\sqrt6} = \frac{5}{\sqrt6}, \qquad \langle x, e_3\rangle = \frac{-1 + 2 + 3}{\sqrt3} = \frac{4}{\sqrt3}.

والمصادقة بصيغة المعيار في القضية:

92+256+163=27+25+326=14=∥x∥2=1+4+9.\frac{9}{2} + \frac{25}{6} + \frac{16}{3} = \frac{27 + 25 + 32}{6} = 14 = \norm{x}^2 = 1 + 4 + 9 .

وتحقق مجموع مربعات الإحداثيات هذا (وهو متطابقة بارسيفال منتهية) يكلّف ثوانيَ ويمسك أخطاء الإشارة والتنظيم بيقين شبه تامّ — فاجعله عادة كلما حُسب نشر متعامد ممنظم؛ وصيغته غير المنتهية البُعد، من أجل معاملات فورييه في المثال 23.14، مبرهنةٌ في مجلّد السنة الثالثة.

مثال 23.9 (غرام–شميت على كثيرات الحدود، كاملًا)

عمّد (1,X,X2)(1, X, X^2) في R2[X]\R_2[X] بالجداء ⟨P,Q⟩=∫01PQ\langle P, Q\rangle = \int_0^1 PQ. الخطوة 1: ∥1∥2=1\norm{1}^2 = 1، ومنه e1=1e_1 = 1. والخطوة 2: w2=X−⟨X,1⟩ 1=X−12w_2 = X - \langle X, 1\rangle\,1 = X - \frac12، و ∥w2∥2=∫01(x−12)2 ⁣dx=112\norm{w_2}^2 = \int_0^1\bigl(x - \frac12\bigr)^2 \dd x = \frac1{12}: ومنه e2=12 (X−12)e_2 = \sqrt{12}\,\bigl(X - \frac12\bigr). والخطوة 3: ⟨X2,e1⟩=13\langle X^2, e_1\rangle = \frac13 و

⟨X2,e2⟩=12∫01x2(x−12) ⁣dx=1212,ومنهw3=X2−13−(X−12)=X2−X+16.\langle X^2, e_2\rangle = \sqrt{12}\int_0^1 x^2\Bigl(x - \frac12\Bigr)\dd x = \frac{\sqrt{12}}{12}, \qquad\text{ومنه}\qquad w_3 = X^2 - \frac13 - \Bigl(X - \frac12\Bigr) = X^2 - X + \frac16 .

ومعياره محسوب في التمرين 23.9: ∥w3∥2=1180\norm{w_3}^2 = \frac1{180}، ومنه e3=180 (X2−X+16)e_3 = \sqrt{180}\,\bigl(X^2 - X + \frac16\bigr). وكثيرات الحدود 11 و X−12X - \frac12 و X2−X+16X^2 - X + \frac16 هي، بغضّ النظر عن السلّم، أوائل كثيرات حدود لوجاندر للفترة [0, 1]\intcc{0}{1}؛ ويستمر البناء درجةً درجة، وكل كثير حدود جديد متعامد مع كل سابقيه. ولاحظ كيف تعيد الخوارزمية تدوير العمل السابق: فالإسقاط المطروح في الخطوة 3 هو بالضبط أفضل تقريب أفيني للمقدار X2X^2 الموجود في المثال 23.12 — فغرام–شميت هو إسقاط متعامد مكرَّر.

مثال 23.11 (الإسقاطات لا تطيل أبدًا)

بتطبيق فيثاغورس على الانقسام x=pF(x)+(x−pF(x))x = p_F(x) + (x - p_F(x)):

∥pF(x)∥2=∥x∥2−∥x−pF(x)∥2≤∥x∥2,\norm{p_F(x)}^2 = \norm x^2 - \norm{x - p_F(x)}^2 \leq \norm x^2 ,

مع المساواة إذا وفقط إذا كان x∈Fx \in F. وفي أساس متعامد ممنظم (e1,…,ek)(e_1, \dots, e_k) للمقدار FF يُقرأ هذا ∑i≤k⟨x,ei⟩2≤∥x∥2\sum_{i \leq k}\langle x, e_i\rangle^2 \leq \norm x^2 (وهي متراجحة بسّل): فمهما بلغ عدد الاتجاهات المتعامدة الممنظمة التي يقيسها المرء، لا تتجاوز مربعات الإحداثيات مربعَ الطول — وقارن المساواة المضبوطة في المثال 23.7 عندما تكون العائلة أساسًا كاملًا. وهذه المتراجحة ذات السطر الواحد هي ما يجعل معاملات فورييه قابلة للجمع في مجلّد السنة الثالثة؛ وهي هنا تفسّر أصلًا لماذا لا تستطيع إضافة دوال أساس أخرى إلى مقايسة بالمربعات الصغرى إلا أن تنقص الباقي.

اقرأ في الفصل ←