그리고, 이 내적의 값이 0이 될 때 우리는 두 벡터가 직교한다고 해요!
여기서, 분명 내적의 정의를 벡터 성분 간 곱의 합으로
그 정의를 기억하고 계신 분들도 있을거라 생각합니다.
하지만 성분 곱의 합은 위와 같은 정의에 대해서
실질적으로 계산하는 단계라는 사실을 기억해주세요!
참고로, 그럼 0벡터는 어떻게 그 직교성을 정의할까요?
수학에 있어서 0과 관련된 부분은 언제나 조심스럽게 정의하지만
내적에 있어서는 특별한 것 없이 정의에 따라,
무엇을 곱하든 0이 되기 때문에 0벡터는 모든 벡터와 직교한다! 라고 정의합니다.
그럼 이제 한 쌍의 벡터가 아닌 벡터 공간을 다시 생각해봅시다.
벡터 공간이, 특히 부분공간으로 정의된 두 벡터공간 A와 B가
서로 [직교한다]라는 말은 벡터 공간 A의 모든 벡터가
벡터 공간 B의 모든 벡터와 직교한다는 말입니다.
음… 너무 쉽고 당연한 얘기 같지요?
그럼 다음 그림을 봅시다.
쉽게 바닥과 벽면이라고 생각해보세요!
이러한 모양의 두 벡터 공간은 서로 직교하는 상태일까요?
분명 직각으로 만나고 있지만, 그림의 두 벡터 공간은 직교 상태가 아닙니다!!
어째서 그런 걸까요?
정의를 다시 한번 생각해 봅시다.
분명 우리는 ‘모든’ 벡터가 서로 직교 관계를 이루고 있어야
두 공간이 직교한다고 정의했어요.
하지만 다음과 같은 벡터를 생각해보면,
위 벡터는 두 벡터 공간 각각에 모두 속하지만
자기 자신은 자신과 직교 관계일 수가 없습니다.
(물론 앞서 말한 0벡터를 제외하고요!)
두 부분 공간이 직교하기 위해서는 우선 영벡터를 제외하고는
서로 교차되는 부분이 없어야 합니다!!
우리는 지금껏 바닥과 벽면이 서로 직교한다고 생각해왔지만,
벡터 공간의 수학적 세상에서는 그렇지 않습니다!
바로 이러한 작은 개념의 차이들이
나중에 보다 많은 개념들을 쌓아 올릴수록
점점 내용을 제대로 이해하는 것과 멀어지게 만드는 주범이예요!
오늘은 직교성의 정의와 쉽게 생각하는 오개념에 대해 다뤘는데,
다음 시간에는 이러한 직교성을 적용하여 앞서 소개해드린 벡터 공간의
각 부분 공간들 간의 관계를 정리해 보겠습니다.
그럼 다음에 또 만나요~!