(1)证明充分性。已知,结合上,所以:
(2)证明必要性。已知,即,根据,所以:
在自然基下,两个互相垂直的向量坐标如下:
这两个向量的点积为0:
所以,正交的几何意义就是垂直。
根据定义,零向量与同维数的任意向量正交,因为点积一定为0,比如:
因为零向量的方向是任意的,所以可认为零向量垂直于任意向量。
高中物理学习过,垂直于位移方向的力不做功。比如,这位同学拿着滑板往前走,提滑板的力和前进方向垂直,就不做功:
可以认为,提滑板的垂直力(),对向前的水平位移()没有帮助,或者说没有关系,写成式子就是:
所以,如果都不是零向量的话,正交还可以表示这两个向量。