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正交单位化是将一个向量除以其模长,从而得到一个长度为1且与原向量方向相同的单位向量,同时保持原向量方向不变。具体步骤如下:
计算模长:
首先计算原向量的模长,公式为 (lVert V rVert = sqrt{V cdot V}),其中 (V cdot V) 表示向量 (V) 的各个分量的平方和。
除以模长:
然后将原向量 (V) 除以它的模长 (lVert V rVert),得到单位向量 (hat{V}),即 (hat{V} = frac{V}{lVert V rVert})。
例如,如果有一个三维向量 (V = (x, y, z)^T),其模长计算为 (lVert V rVert = sqrt{x^2 + y^2 + z^2}),那么单位向量 (hat{V}) 就是 (hat{V} = frac{1}{sqrt{x^2 + y^2 + z^2}} (x, y, z)^T)。
需要注意的是,如果向量 (V) 是由施密特正交化方法得到的正交向量组中的一个,那么在单位化之前,施密特正交化过程已经保证了向量组是正交的,所以单位化步骤主要是将正交向量组中的每个向量长度化为1。