In der linearen Algebra bezeichnet man als Orthonormalsystem (ON-System) ("orthonormal" ist eine Zusammensetzung aus "orthogonal" und "normal") eine Untermenge eines Innenproduktraums, d.h. eines euklidischen Vektorraumes oder eines (Prä-)Hilbertraumes, deren Elemente ein Orthogonalsystem bilden, d.h. zueinander orthogonal sind, und die Norm 1 haben. Wie im Artikel zum Orthogonalsystem gezeigt wird, ist eine solche Teilmenge linear unabhängig. Jedes Orthonormalsystem kann zu einer Orthonormalbasis erweitert werden. Diese nennt man im Hilbertraum auch vollständiges Orthonormalsystem (CON-System, C für engl. "complete") oder Hilbertbasis.

Die Skalarprodukte eines Elementes v des (Prä-)Hilbertraumes mit den Elementen eines Orthogonalsystems (e_k) nennt man Fourierkoeffizienten, die mit diesen Koeffizienten und den entsprechenden Elementen des ON-Systems gebildete Reihe

$$

P(v):=\sum_{k\in I}\langle v,\,\mathbf e_k\rangle\cdot \mathbf e_k ist die orthogonale Projektion auf den vom ON-System aufgespannten Unterraum. Es gilt die Besselsche Ungleichung

$\backslash |Pv\backslash |^2=\backslash sum\_\{k\backslash in\; I\}\; |\backslash langle\; v,\backslash ,\backslash mathbf\; e\_k\backslash rangle|^2\backslash le\; \backslash |v\backslash |^2$.

Gilt das Gleichheitszeichen, so ist Pv=v; gilt immer das Gleichheitszeichen, so ist das ON-System vollständig.

Lineare Algebra | Funktionalanalysis

Ortonormal | Orthonormality | Ortonormalidad | Base orthonormale