Может ли быть более одной ФСР?

введите сюда описание изображенияВопрос как всегда бесконечно глупый, изучаю линейную алгебру, пользуюсь задачником Гусевой. По условию одного из заданий нам нужно найти ортонормированный базис ортогонального дополнения к линейной оболочке системы векторов, сами вектора

a1 = (1,2,-1,-3)

a2 = (2,1,1,-9)

a3 = (1,4,-3,-1)

После проверки линейной независимости и получения ранга матрицы методом Гаусса имеем матрицу следующего вида:

1 2 -1 -3

0 -3 3 -3 

0 0 0 0

Нулевой вектор a3 вычеркиваем, таким образом L опеределно векторами a1,a2. Далее необходимо дополнить до R4, насколько мне известно сделать это можно нахождением ФСР чтобы при этом выполнялось

(a1,bi)=0

(a2,bi)=0

и b1,b2 являлись решением системы из двух уравнений (a1,x)=0,(a2,x)=0 Путем нехитрых преобразований получил такую вот систему

x1-3x2+3x3-3x4=0

2x1+x2+x3-9x4=0

Слева оставил только базисный минор и получил соответственно -3x2=-3x3+3x4 2x1+x2=-3x3+9x4 Через зависимые x1,x2 выразил свободные x3,x4 и получил

x2=x3-x4 x1=-x3+5x4

ФСР

b1 -1 1 1 0

b2 5 -1 0 1

Скалярное произведение a1,b1 a2,b2 равно нулю, все кажется правильным. Но в ответах к задачнику указаны совершенно другие вектора: если это возможно, пожалуйста укажите что я сделал не так, может быть чего-то не сделал или допустил ошибку на каком-то конкретном этапе. Заранее благодарю за любую помощьвведите сюда описание изображения


Ответы (1 шт):

Автор решения: Chorkov

Более одной ФРС, действительно может быть. Можно, например, повернуть систему векторов на произвольный угол:

с1 = b1*cos(a) + b2*sin(-a)
с2 = b1*sin(a) + b2*cos(a)

Легко показать, что если исходная система (b1,b2) ортонормированная, то и (с1,с2) - ортонормированная, причем оба вектора принадлежат линейной оболочке (b1,b2).

Однако, ошибка у вас есть: по условию задачи, требуется найти ортонормированный базис. Для ваших векторов: b1.b2 = -6. Ортогонализуем:

с1 = b1
с2 = b2 - b1 (b1.b2)/(b1.b1) 

Получим ответ, совпадающий с ответом задачника.

Совпадение ответов, не совсем случайно. Это произошло потому, что задачник предлагает определенный алгоритм действий, который приводит к конкретному ответу.

→ Ссылка