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v1 · padrão canônico

Produto Interno, Normas e Ortogonalidade

Espaços com produto interno: definição axiomática, norma induzida, desigualdade de Cauchy-Schwarz, ortogonalidade, base ortonormal e processo de Gram-Schmidt.

Usado em: engenharia

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Notação rigorosa, derivação completa, hipóteses

Espaços de Hilbert: Fundamentos

Definição e Completude

Definição. Um espaço de Hilbert é um espaço com produto interno completo (toda sequência de Cauchy converge).

Exemplos:

  • Rn\mathbb{R}^n e Cn\mathbb{C}^n com produto interno padrão
  • ℓ2={(an):∑∣an∣2<∞}\ell^2 = \{(a_n): \sum|a_n|^2 < \infty\} com ⟨a,b⟩=∑anbˉn\langle a,b\rangle = \sum a_n\bar{b}_n
  • L2(Ω)L^2(\Omega) com ⟨f,g⟩=∫Ωfgˉ dμ\langle f,g\rangle = \int_\Omega f\bar{g}\,d\mu

Teorema. C[a,b]C[a,b] com ∫fgˉ dx\int f\bar{g}\,dx não é completo; sua completação é L2[a,b]L^2[a,b].

Base de Hilbert (Base de Schauder)

Em espaço de Hilbert separável, todo conjunto ortonormal maximal {en}\{e_n\} é base ortonormal de Hilbert: todo vv se expande como ∑⟨v,en⟩en\sum\langle v,e_n\rangle e_n com convergência na norma de HH.

Teorema. Todo espaço de Hilbert separável é isometricamente isomorfo a ℓ2\ell^2.

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Atualizado em 2026-05-28 · Autor(es): Clube da Matemática

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