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<!DOCTYPE document PUBLIC "-//CNX//DTD CNXML 0.5 plus MathML//EN" "http://cnx.rice.edu/cnxml/0.5/DTD/cnxml_mathml.dtd">
<document xmlns="http://cnx.rice.edu/cnxml" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:md="http://cnx.rice.edu/mdml/0.4" xmlns:bib="http://bibtexml.sf.net/" id="m10430">
  
  <name>Inner Product Space</name>
  
  <metadata>
  <md:version>2.13</md:version>
  <md:created>2002/01/04</md:created>
  <md:revised>2005/09/30 20:32:49.368 GMT-5</md:revised>
  <md:authorlist>
      <md:author id="schniter">
      <md:firstname>Phil</md:firstname>
      
      <md:surname>Schniter</md:surname>
      <md:email>schniter@ee.eng.ohio-state.edu</md:email>
    </md:author>
  </md:authorlist>

  <md:maintainerlist>
    <md:maintainer id="charlet">
      <md:firstname>Charlet</md:firstname>
      
      <md:surname>Reedstrom</md:surname>
      <md:email>charlet@rice.edu</md:email>
    </md:maintainer>
    <md:maintainer id="jago">
      <md:firstname>Adan</md:firstname>
      
      <md:surname>Galvan</md:surname>
      <md:email>jago@rice.edu</md:email>
    </md:maintainer>
    <md:maintainer id="schniter">
      <md:firstname>Phil</md:firstname>
      
      <md:surname>Schniter</md:surname>
      <md:email>schniter@ee.eng.ohio-state.edu</md:email>
    </md:maintainer>
  </md:maintainerlist>
  
  <md:keywordlist>
    <md:keyword>norm inner</md:keyword>
    <md:keyword>normed space</md:keyword>
    <md:keyword>orthogonal</md:keyword>
    <md:keyword>orthonormal</md:keyword>
    <md:keyword>product Cauchy-Schwarz</md:keyword>
  </md:keywordlist>

  <md:abstract>This module introduces inner product space.</md:abstract>
</metadata>

  <content>
    <para id="para1">
      Next we equip a normed vector space <m:math><m:ci type="set">V</m:ci></m:math> with a notion of "direction".
    </para>

    <list id="list1">
      <item>
	An <term>inner product</term> is a function (
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:tendsto/>
	    <m:apply>
	      <m:ci><m:mo>:</m:mo></m:ci>
	      <m:apply>
		<m:scalarproduct/>
		<m:ci>·</m:ci>
		<m:ci>·</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:vectorproduct/>
		<m:ci>V</m:ci>
		<m:ci>V</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	    <m:complexes/>
	  </m:apply>
	</m:math>) such that the following properties hold (
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:forall/>
	    <m:bvar>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    </m:bvar>
	    <m:bvar>
	      <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    </m:bvar>
	    <m:bvar>
	      <m:ci type="vector">z</m:ci>
	    </m:bvar>
	    <m:condition>
	      <m:apply>
		<m:and/>
		<m:apply>
		  <m:in/>
		  <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  <m:ci type="set">V</m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:in/>
		  <m:ci type="vector">y</m:ci>
		  <m:ci type="set">V</m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:in/>
		  <m:ci type="vector">z</m:ci>
		  <m:ci type="set">V</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:condition>
	  </m:apply>
	</m:math> and 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:forall/>
	    <m:bvar>
	      <m:ci>α</m:ci>
	    </m:bvar>
	    <m:condition>
	      <m:apply>
		<m:in/>
		<m:ci>α</m:ci>
		<m:ci></m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:condition>
	  </m:apply>
	</m:math>): 

	<list id="innerproduct" type="enumerated">
	  <item><m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  <m:ci type="vector">y</m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:conjugate/>
		  <m:apply>
		    <m:scalarproduct/>
		    <m:ci type="vector">y</m:ci>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>
	  
	  <item><m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:ci>α</m:ci>
		    <m:ci type="vector">y</m:ci>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:ci>α</m:ci>
		  <m:apply>
		    <m:scalarproduct/>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		    <m:ci type="vector">y</m:ci>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math> ...implying that 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:ci>α</m:ci>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:ci type="vector">y</m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:apply>
		    <m:conjugate/>
		    <m:ci>α</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:scalarproduct/>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		    <m:ci type="vector">y</m:ci>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>
	  
	  <item><m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  <m:apply>
		    <m:plus/>
		    <m:ci type="vector">y</m:ci>
		    <m:ci type="vector">z</m:ci>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:plus/>
		  <m:apply>
		    <m:scalarproduct/>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		    <m:ci type="vector">y</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:scalarproduct/>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		    <m:ci type="vector">z</m:ci>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>
	  
	  <item><m:math>
	      <m:apply>
		<m:geq/>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  <m:ci type="vector">x</m:ci>
		</m:apply>
		<m:cn>0</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:math> with equality iff <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:ci type="vector">x</m:ci>
		<m:cn>0</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>
	</list>
	
	In simple terms, the inner product measures the relative
	alignment between two vectors. Adding an inner product
	operation to a vector space yields an <term>inner product
	space</term>. Important examples include: 
	
	<list id="ipexamples" type="enumerated">
	  <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:ci>V</m:ci>
		<m:apply>
		  <m:power/>
		  <m:reals/>
		  <m:ci>N</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>,  
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci><m:mo>≔</m:mo></m:ci>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  <m:ci type="vector">y</m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:apply>
		    <m:transpose/>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:ci type="vector">y</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>  

	  <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:ci>V</m:ci>
		<m:apply>
		  <m:power/>
		  <m:complexes/>
		  <m:ci>N</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>,  
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci><m:mo>≔</m:mo></m:ci>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  <m:ci type="vector">y</m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:apply>
		    <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#adjoint"/>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:ci type="vector">y</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>  
	  </item>

	  <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:ci type="set">V</m:ci>
		<m:ci>
		  <m:msub><m:mi>l</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub>
		</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:math>, 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci><m:mo>≔</m:mo></m:ci>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:set>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn" class="discrete">x</m:ci>
		      <m:ci>n</m:ci>
		    </m:apply>
		  </m:set>
		  <m:set>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn" class="discrete">y</m:ci>
		      <m:ci>n</m:ci>
		    </m:apply>
		  </m:set>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:sum/>
		  <m:bvar><m:ci>n</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit>		
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:infinity/>
		    </m:apply>
		  </m:lowlimit>
		  <m:uplimit>
		    <m:infinity/>
		  </m:uplimit>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:apply>
		      <m:conjugate/>
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn" class="discrete">x</m:ci>
			<m:ci>n</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn" class="discrete">y</m:ci>
		      <m:ci>n</m:ci>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>
	  
	  <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:ci type="set">V</m:ci>
		<m:ci>
		  <m:msub><m:mi>ℒ</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub>
		</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:math>, 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci><m:mo>≔</m:mo></m:ci>
		<m:apply>
		  <m:scalarproduct/>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">f</m:ci>
		    <m:ci>t</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">g</m:ci>
		    <m:ci>t</m:ci>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:int/>
		  <m:bvar><m:ci>t</m:ci></m:bvar>
		  <m:lowlimit>		
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:infinity/>
		    </m:apply>
		  </m:lowlimit>
		  <m:uplimit>
		    <m:infinity/>
		  </m:uplimit>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:apply>
		      <m:conjugate/>
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn">f</m:ci>
			<m:ci>t</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn">g</m:ci>
		      <m:ci>t</m:ci>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>
	</list>
      </item>
    </list>

    <para id="para2">
      The inner products above are the "usual" choices for those
      spaces. 
    </para>

    <para id="para3">
      The inner product naturally defines a norm:
      
      <m:math display="block">
	<m:apply>
	  <m:ci><m:mo>≔</m:mo></m:ci>
	  <m:apply>
	    <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	  </m:apply>
	  <m:apply>
	    <m:root/>
	    <m:apply>
	      <m:scalarproduct/>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:apply>
      </m:math>

      though not every norm can be defined from an inner product.  
      <note type="footnote">An example for inner product space
	<m:math>
	  <m:ci><m:msub>
	      <m:mi>ℒ</m:mi>
	      <m:mn>2</m:mn>
	    </m:msub></m:ci>
	</m:math>
      would be any norm 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:ci><m:mo>≔</m:mo></m:ci>
	    <m:apply>
	      <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	      <m:ci type="vector">f</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:root/>
	      <m:degree><m:ci>p</m:ci></m:degree>
	      <m:apply>
		<m:int/>
		<m:bvar><m:ci>t</m:ci></m:bvar>
		<m:lowlimit>		
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
		    <m:infinity/>
		  </m:apply>
		</m:lowlimit>
		<m:uplimit>
		  <m:infinity/>
		</m:uplimit>
		<m:apply>
		  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:abs/>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn">f</m:ci>
		      <m:ci>t</m:ci>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		  <m:ci>p</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math> such that 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:gt/>
	    <m:ci>p</m:ci>
	    <m:cn>2</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>. </note> Thus, an inner product space can be
	considered as a normed vector space with additional
	structure.  Assume, from now on, that we adopt the
	inner-product norm when given a choice. 
    </para>

    <list id="list2">
      <item>
	The <term>Cauchy-Schwarz inequality</term> says
      </item>
    </list>

    <para id="para4">
      <m:math display="block">
	<m:apply>
	  <m:leq/>
	  <m:apply>
	    <m:abs/>
	    <m:apply>
	      <m:scalarproduct/>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	      <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	  <m:apply>
	    <m:times/>
	    <m:apply>
	      <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    </m:apply>
	     <m:apply>
	      <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	      <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:apply>
      </m:math>
      
      with equality iff 

      <m:math>
	<m:apply>
	  <m:exists/>
	  <m:condition>
	    <m:apply>
	      <m:in/>
	      <m:ci>α</m:ci>
	      <m:ci></m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:condition>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:ci>α</m:ci>
	      <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:apply>
      </m:math>. 
    </para>

    <para id="para5">
      When 
      <m:math>
	<m:apply>
	  <m:in/>
	  <m:apply>
	    <m:scalarproduct/>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:ci type="vector">y</m:ci>
	  </m:apply>
	  <m:reals/>
	</m:apply>
      </m:math>, the inner product can be used to define an "angle"
      between vectors: 

      <m:math display="block">
	<m:apply>
	  <m:eq/>
	  <m:apply>
	    <m:cos/>
	    <m:ci>θ</m:ci>
	  </m:apply>
	  <m:apply>
	    <m:divide/>
	    <m:apply>
	      <m:scalarproduct/>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	      <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:times/>
	      <m:apply>
		<m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
		<m:ci type="vector">x</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
		<m:ci type="vector">y</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:apply>
      </m:math>
    </para>

    <list id="list3">
      <item>
	Vectors <m:math><m:ci type="vector">x</m:ci></m:math> and
	<m:math><m:ci type="vector">y</m:ci></m:math> are said to be
	<term>orthogonal</term>, denoted as 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:ci><m:mo>⊥</m:mo></m:ci>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:ci type="vector">y</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math>, when 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:scalarproduct/>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	      <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:cn>0</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math>. The <term>Pythagorean theorem</term> says:
	<m:math display="block">
	  <m:apply>
	    <m:forall/>
	    <m:condition>
	      <m:apply>
		<m:ci><m:mo>⊥</m:mo></m:ci>
		<m:ci type="vector">x</m:ci>
		<m:ci type="vector">y</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:condition>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:power/>
		<m:apply>
		  <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
		  <m:apply>
		    <m:plus/>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		    <m:ci type="vector">y</m:ci>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:cn>2</m:cn>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:plus/>
		<m:apply>
		  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
		    <m:ci type="vector">x</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:cn>2</m:cn>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:power/>
		  <m:apply>
		    <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
		    <m:ci type="vector">y</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:cn>2</m:cn>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:apply>
	</m:math>   
      
	Vectors <m:math><m:ci type="vector">x</m:ci></m:math> and
	<m:math><m:ci type="vector">y</m:ci></m:math> are said to be
	<term>orthonormal</term> when 

	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:ci><m:mo>⊥</m:mo></m:ci>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:ci type="vector">y</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math> and 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:apply>
	      <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	      <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:mn>1</m:mn>
	  </m:apply>
	</m:math>. 
      </item>

      <item>
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:ci><m:mo>⊥</m:mo></m:ci>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:ci type="set">S</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math> means 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:ci><m:mo>⊥</m:mo></m:ci>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:ci type="vector">y</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math> for all 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:in/>
	    <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    <m:ci type="set">S</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math>.  <m:math><m:ci>S</m:ci></m:math> is an
	<term>orthogonal set</term> if
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:ci><m:mo>⊥</m:mo></m:ci>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:ci type="vector">y</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math> for all 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:in/>
	    <m:apply>
	      <m:and/>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	      <m:ci type="vector">y</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:ci type="set">S</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math> s.t. 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:neq/>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:ci type="vector">y</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math>.  An orthogonal set <m:math><m:ci type="set">S</m:ci></m:math> is an <term>orthonormal
	set</term> if
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:eq/>
	    <m:apply>
	      <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#norm"/>
	      <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    </m:apply>
	    <m:cn>1</m:cn>
	  </m:apply>
	</m:math> for all 
	<m:math>
	  <m:apply>
	    <m:in/>
	    <m:ci type="vector">x</m:ci>
	    <m:ci type="set">S</m:ci>
	  </m:apply>
	</m:math>.  Some examples of orthonormal sets are 

	<list id="list6a" type="enumerated">
	  <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:power/>
		<m:reals/>
		<m:cn>3</m:cn>
	      </m:apply>
	    </m:math> : 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:ci type="set">S</m:ci>
		<m:set>
		  <m:matrix>
		    <m:matrixrow>
		      <m:cn>1</m:cn>
		    </m:matrixrow>
		    <m:matrixrow>
		      <m:cn>0</m:cn>
		    </m:matrixrow>
		    <m:matrixrow>
		      <m:cn>0</m:cn>
		    </m:matrixrow>
		  </m:matrix>
		  <m:matrix>
		    <m:matrixrow>
		      <m:cn>0</m:cn>
		    </m:matrixrow>
		    <m:matrixrow>
		      <m:cn>1</m:cn>
		    </m:matrixrow>
		    <m:matrixrow>
		      <m:cn>0</m:cn>
		    </m:matrixrow>
		  </m:matrix>
		</m:set>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>

	  <item>
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:power/>
		<m:complexes/>
		<m:ci>N</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:math> : Subsets of columns from unitary matrices
	  </item>

	  <item>
	    <m:math>
	      <m:ci>
		<m:msub><m:mi>l</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub>
	      </m:ci>
	    </m:math> : Subsets of shifted Kronecker delta functions 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:prsubset/>
		<m:ci type="set">S</m:ci>
		<m:set>
		  <m:bvar>
		    <m:set>
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn" class="discrete">δ</m:ci>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:ci>n</m:ci>
			  <m:ci>k</m:ci>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:set>
		  </m:bvar>
		  <m:condition>
		    <m:apply>
		      <m:in/>
		      <m:ci>k</m:ci>
		      <m:integers/>
		    </m:apply>
		  </m:condition>
		</m:set>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>

	  <item>
	    <m:math>
	      <m:ci>
		<m:msub><m:mi>ℒ</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub>
	      </m:ci>
	    </m:math> : 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:ci type="set">S</m:ci>
		<m:set>
		  <m:bvar>
		    <m:apply>
		      <m:times/>
		      <m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:apply>
			  <m:root/>
			  <m:ci>T</m:ci>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:ci type="fn">f</m:ci>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:ci>t</m:ci>
			  <m:apply>
			    <m:times/>
			    <m:ci>n</m:ci>
			    <m:ci>T</m:ci>
			  </m:apply>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:bvar>
		  <m:condition>
		    <m:apply>
		      <m:in/>
		      <m:ci>n</m:ci>
		      <m:integers/>
		    </m:apply>
		  </m:condition>
		</m:set>
	      </m:apply>
	    </m:math> for unit pulse 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:apply>
		  <m:ci type="fn">f</m:ci>
		  <m:ci>t</m:ci>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:minus/>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">u</m:ci>
		    <m:ci>t</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">u</m:ci>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:ci>t</m:ci>
		      <m:ci>T</m:ci>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>, unit step 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">u</m:ci>
		<m:ci>t</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:math>
	  </item>
	
	</list>
      
	where in each case we assume the usual inner product.

      </item>
    </list>

  </content>
</document>
