Ortogonaalinen komplementti on vektoriavaruuden aliavaruuden komplementti, joka koostuu kaikista aliavaruuden vektoreihin nähden ortogonaalisista vektoreista.

Määritelmä Olkoon sisätuloavaruus (esimerkiksi pistetulolla). Olkoon aliavaruus. Sen ortogonaalinen komplementti määritellään:

Tämä on itsekin aliavaruus.

Ominaisuuksia Ortogonaalinen komplementti on aliavaruus: . Jos , niin . Jos on suljettu aliavaruus Hilbertin avaruudessa, pätee

Äärellisen dimensioisessa tapauksessa:

Esimerkkejä

Ortogonaalinen komplementti :ssä Jos on tason aliavaruus, jonka normaali on vektori , niin . Esimerkiksi jos

niin .

Matriisin avaruudet ja niiden ortogonaaliset komplementit Ortogonaalinen komplementti liittyy läheisesti matriisin kuva- ja nolla-avaruuksiin:

Esimerkiksi matriisille

on sarakeavaruus yhdensuuntainen vektorin kanssa, ja nolla-avaruus muodostaa ortogonaalisen aliavaruuden rivien suhteen.

Ortogonaalinen komplementti funktioavaruuksissa Hilbertin avaruudessa, kuten , ortogonaalinen komplementti voidaan määritellä sisätulon avulla:

Jos on joukko polynomifunktioita, sen ortogonaalinen komplementti koostuu niistä funktioista, joiden sisätulo jokaisen :n funktion kanssa on nolla. Tämä mahdollistaa esimerkiksi Fourier-sarjan ortogonaalisen erottelun.

Yhteydet Ortogonaalinen komplementti liittyy seuraaviin käsitteisiin: Projektio (lineaarialgebra) Ortonormaali kanta Kuva-avaruus, Nolla-avaruus Hilbertin avaruus

Katso myös Sisätuloavaruus Sarakeavaruus, Riviavaruus Ortogonaalisuus Projektiot

Lähteet Tampereen yliopisto (2019): Ortogonaaliset kannat ja matriisit. Lineaarialgebran luentomateriaali. Viitattu 25.6.2025. Saatavilla: https://matriisi.ee.tut.fi/opetus/ Delft University of Technology: “Orthogonal Complements”. Delft Interactieve Linear Algebra. Viitattu 25.6.2025.

Kirjallisuutta Adkins, William A. & Weintraub, Steven H.: Algebra: An Approach via Module Theory. Springer‑Verlag, 1992. Rudin, Walter: Real and Complex Analysis. McGraw‑Hill, 1991.

Luokka:Lineaarialgebra Luokka:Funktionaalianalyysi