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证明射影空间的度量满足三角不等式

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hbghlyj 发表于 2022-7-18 19:58 |阅读模式


Consider the set $P\left(\mathbb{R}^{n}\right)$ of one-dimensional subspaces of $\mathbb{R}^{n}$, that is to say lines through the origin). One way to define a distance on this set is to take, for lines $L_{1}, L_{2}$, the distance between $L_{1}$ and $L_{2}$ to be $$ d\left(L_{1}, L_{2}\right)=\sqrt{1-\frac{|\langle v, w\rangle|^{2}}{\|v\|^{2}\|w\|^{2}}}, $$ where $v$ and $w$ are any non-zero vectors in $L_{1}$ and $L_{2}$ respectively.

证明:
$d(L_1,L_2)$等于$L_1,L_2$的夹角的正弦(为正数),而$\sin(α+β)=\sinα\cosβ+\sinβ\cosα≤\sinα+\sinβ$

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 楼主| hbghlyj 发表于 2022-7-18 20:24
如果将 $d(L_1,L_2)$ 定义为
$$d\left(L_1, L_2\right)=\sqrt{1+\frac{|\langle v, w\rangle|}{\|v\|\|w\|}},$$
设 $L_1,L_2$ 与单位球的交点为 $p_1,p_2,$ $L_1,L_2$ 的夹角为 $α,$ 则$$d\left(L_{1}, L_{2}\right)=\sqrt2\sin\fracα2=\frac1{\sqrt2}d(p_1,p_2)$$
仍然满足三角不等式.

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