Orthogonal은 두 vector의 dot product가 0인 관계를 뜻한다.
두 non-zero vector가 orthogonal이면 기하적으로 서로 90도 방향을 이룬다고 볼 수 있다.
Orthogonal Matrix
Orthogonal matrix는 column vector들이 서로 orthonormal이고, transpose가 inverse와 같은 real-valued matrix다.
즉, 가 성립한다. Real-valued space에서는 orthogonal matrix를 쓰고, complex-valued space에서는 unitary matrix가 같은 역할을 한다.
왜 중요한가
Orthogonal transformation은 vector의 길이와 각도를 보존한다. 그래서 rotation, reflection, QR decomposition, PCA의 basis 변환을 이해할 때 자주 등장한다.
Orthonormal basis로 좌표계를 잡으면 projection과 decomposition 계산이 단순해지는 이유도 이 성질 때문이다.