{"id":457,"date":"2021-03-19T21:08:53","date_gmt":"2021-03-19T21:08:53","guid":{"rendered":"http:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/?p=457"},"modified":"2025-08-08T12:37:44","modified_gmt":"2025-08-08T12:37:44","slug":"davis-kahan-sin-theta-theorem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/2021\/03\/19\/davis-kahan-sin-theta-theorem\/","title":{"rendered":"Davis-Kahan Sin Theta Theorem"},"content":{"rendered":"\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>In many situations, there is a symmetric matrix of interest <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-040e99b4056042cce35fce36d649f16c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#32;&#82;&#94;&#123;&#100;&#32;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#100;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"73\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/>, but one only has a perturbed version of it <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7a8876f6aefc4293eae6755308d979e9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#32;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;&#32;&#61;&#32;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#43;&#32;&#72;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"87\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>. How is <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-53e83f53a8da57022b008ad5ad7880b3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#32;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> affected by <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-379db1fc1f84b7ce56b92463183097f9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#72;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> ?<br>The basic example is Principal Component Analysis (PCA).  Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-828948e39ec86ac9b36aa3628cc8acb1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#61;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#114;&#109;&#123;&#67;&#111;&#118;&#125;&#40;&#88;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"96\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> for some random vector <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-13ddfb83e8b5e7e844c02c7bb2b0a3f0_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#32;&#82;&#94;&#100;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"59\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/>, and let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9b6c81bbb5536c768ef1fecad482385a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be the sample covariance matrix on independent copies of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d4ee28752517d6062a3ca0314890342d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Namely, we observe <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b81dbb6b3737fc58aeb8760bd9e89658_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;&#95;&#49;&#44;&#32;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#44;&#32;&#88;&#95;&#110;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"85\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> i.i.d. random variable distributed as <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d4ee28752517d6062a3ca0314890342d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and we set <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 49px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a76521f859a76faba4c66a9de28dd092_l3.png\" height=\"49\" width=\"139\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;&#32;&#58;&#61;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#110;&#125;&#32;&#92;&#115;&#117;&#109;&#95;&#123;&#105;&#61;&#49;&#125;&#94;&#123;&#110;&#125;&#32;&#88;&#95;&#105;&#32;&#88;&#95;&#105;&#94;&#123;&#92;&#116;&#111;&#112;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p> If <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d4ee28752517d6062a3ca0314890342d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is concentrated on a low dimensional subspace, then we can hope to discover this subspace from the principal components of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9b6c81bbb5536c768ef1fecad482385a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. How accurate is the subspace we find?<\/p>\n\n\n\n<h2>1. Some intuition<\/h2>\n\n\n\n<p>An eigenspace of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-14fb1e14301ad034b94e3db3ff52c0c9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is the span of some eigenvectors of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-14fb1e14301ad034b94e3db3ff52c0c9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. We can decompose <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-14fb1e14301ad034b94e3db3ff52c0c9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> into its action on an eigenspace <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and its action on the orthogonal complement <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a89011a4911a6f116525949f29095b8b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;&#94;&#123;&#92;&#112;&#101;&#114;&#112;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"22\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>:<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 18px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8467b999772c7e1398d84cbf6aee2c2b_l3.png\" height=\"18\" width=\"186\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#61;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#69;&#95;&#48;&#94;&#42;&#32;&#43;&#32;&#69;&#95;&#49;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#49;&#69;&#95;&#49;&#44;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>where <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1910cab4f9a1d5d503876a28893a252a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#69;&#95;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"20\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> is an orthonormal basis for <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> (e.g., the eigenvectors of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-14fb1e14301ad034b94e3db3ff52c0c9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> that span <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>), and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9394d34b436c6d82638ee9df1de5b475_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#69;&#95;&#49;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"19\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> is an orthonormal basis for <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a89011a4911a6f116525949f29095b8b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;&#94;&#123;&#92;&#112;&#101;&#114;&#112;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"22\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> (this follows from the spectral theorem). We can similarly decompose<br><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e05958cf93e44516cca60692ff993201_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;&#61;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#32;&#43;&#32;&#72;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"87\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/> with respect to a &#8220;corresponding&#8221; eigenspace <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9aee0362a60229ecb95851c49674aee2_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#32;&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> (with dim<img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-30ff862ab8acc3460fe86e13692807df_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#32;&#83;&#41;&#32;&#61;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"21\" width=\"43\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> dim<img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3aa8dfffe330f42fbe44a7569805101c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#40;&#32;&#83;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"24\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> ):<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 23px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-fadc7436705de408583f00f22a9569e0_l3.png\" height=\"23\" width=\"183\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;&#32;&#61;&#32;&#70;&#95;&#48;&#92;&#119;&#105;&#100;&#101;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#48;&#32;&#70;&#95;&#48;&#94;&#42;&#43;&#32;&#70;&#95;&#49;&#32;&#92;&#119;&#105;&#100;&#101;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#32;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>Suppose we find a few eigenvalues of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9b6c81bbb5536c768ef1fecad482385a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> that somehow stand out from the rest. For instance, as in PCA, we may find the first few eigenvalues to be much larger than the rest. Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-72761f31bd7c2907e2e1a51deb346ee7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#83;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be the corresponding eigenspace. If there is a similarly outstanding group of eigenvalues of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-14fb1e14301ad034b94e3db3ff52c0c9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, then the hope is that the corresponding eigenspace <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> will be close to <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-72761f31bd7c2907e2e1a51deb346ee7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#83;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> in some sense. For instance, we may be interested in how well <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-72761f31bd7c2907e2e1a51deb346ee7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#83;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> approximates vectors in <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Any vector in <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> can be written as <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3eeeac7a8c4ed6f5321afe82a7152ab4_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#69;&#95;&#48;&#32;&#92;&#97;&#108;&#112;&#104;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"32\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> for some <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e956130ccf48e837375c25720830ad5_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#97;&#108;&#112;&#104;&#97;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#82;&#125;&#94;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#114;&#109;&#123;&#100;&#105;&#109;&#125;&#40;&#83;&#41;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"17\" width=\"87\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/>, the projection of this vector onto <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-72761f31bd7c2907e2e1a51deb346ee7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#83;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-56311ad6a65a3585fda2e42abcd87304_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;&#95;&#48;&#70;&#95;&#48;&#94;&#123;&#42;&#125;&#69;&#95;&#48;&#92;&#97;&#108;&#112;&#104;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"17\" width=\"72\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. Then <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 72px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-98a81ff04a12302f3d1d829e17ba4f6b_l3.png\" height=\"72\" width=\"300\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#32;&#92;&#124;&#69;&#95;&#48;&#92;&#97;&#108;&#112;&#104;&#97;&#32;&#45;&#32;&#70;&#95;&#48;&#70;&#95;&#48;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#92;&#97;&#108;&#112;&#104;&#97;&#92;&#124;&#38;&#61;&#32;&#92;&#124;&#40;&#73;&#45;&#70;&#95;&#48;&#70;&#95;&#48;&#94;&#42;&#41;&#69;&#95;&#48;&#92;&#97;&#108;&#112;&#104;&#97;&#92;&#124;&#32;&#92;&#92;&#32;&#38;&#61;&#32;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#32;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#32;&#92;&#92;&#32;&#38;&#61;&#32;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#92;&#97;&#108;&#112;&#104;&#97;&#92;&#124;&#32;&#46;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Therefore vectors in <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> will be well-approximated by <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-72761f31bd7c2907e2e1a51deb346ee7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#83;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> if <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1162a5511b9e76a0d33d55e9f5eb3fdb_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"17\" width=\"42\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> is \u201csmall\u201d. <\/p>\n\n\n\n<p>The condition we will need is separation between the eigenvalues corresponding to <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and those corresponding to <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4d08d1bce30a3d66aefc2a14e91efd4a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#83;&#125;&#94;&#123;&#92;&#112;&#101;&#114;&#112;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"22\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Suppose the eigenvalues corresponding to <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-520cb534cd5b6bed768a61515b57cb7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> are all contained in an interval <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b28ebca9266518f1a778b4a4b102a2e1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#91;&#97;&#44;&#32;&#98;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"31\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. Then we will require that the eigenvalues corresponding to <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4d08d1bce30a3d66aefc2a14e91efd4a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#83;&#125;&#94;&#123;&#92;&#112;&#101;&#114;&#112;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"22\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be excluded from the interval <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5dad0b335519586299d5f54cc2e1a3a0_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#40;&#97;&#32;&#45;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#44;&#32;&#98;&#32;&#43;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"96\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> for some <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0e9a9eb2fef6037a8fb5971507ac7dd9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#62;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"41\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>. To see why this is necessary, consider the following example:<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 42px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3e12041ba6da5274ec87414ae79582a5_l3.png\" height=\"42\" width=\"437\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#58;&#61;&#32;&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#98;&#109;&#97;&#116;&#114;&#105;&#120;&#125;&#32;&#49;&#43;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#38;&#32;&#48;&#32;&#92;&#92;&#32;&#48;&#32;&#38;&#32;&#49;&#45;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#98;&#109;&#97;&#116;&#114;&#105;&#120;&#125;&#44;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#32;&#72;&#58;&#61;&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#98;&#109;&#97;&#116;&#114;&#105;&#120;&#125;&#32;&#45;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#38;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#92;&#92;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#38;&#32;&#45;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#98;&#109;&#97;&#116;&#114;&#105;&#120;&#125;&#44;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;&#32;&#58;&#61;&#32;&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#98;&#109;&#97;&#116;&#114;&#105;&#120;&#125;&#32;&#49;&#32;&#38;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#32;&#92;&#92;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#38;&#32;&#49;&#32;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#98;&#109;&#97;&#116;&#114;&#105;&#120;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>Here, the &#8220;size&#8221; of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-379db1fc1f84b7ce56b92463183097f9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#72;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is comparable to the gap between the relevant eigenvalues. Then the eigenvalues of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-14fb1e14301ad034b94e3db3ff52c0c9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> are <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-654fd0e7d297f98f5a26ebba6f8398ea_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#49;&#32;&#61;&#32;&#49;&#32;&#43;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"80\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-88b32c7729f4fd7f8b2612c840513e87_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#50;&#32;&#61;&#32;&#49;&#32;&#45;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"80\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/>, and its corresponding eigenvectors are <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-936e09331966c94af27279f505136c53_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;&#95;&#49;&#32;&#61;&#32;&#40;&#49;&#44;&#32;&#48;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"79\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f3c5f9b3c06d87f98f09a890d91fade6_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;&#95;&#50;&#32;&#61;&#32;&#40;&#48;&#44;&#32;&#49;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"79\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. The eigenvalues of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9b6c81bbb5536c768ef1fecad482385a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> are also <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d7fa286edf8c7b1f1547f43690bf26a2_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#32;&#61;&#32;&#49;&#32;&#43;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"80\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-dbf53d4d05090ceff36693b4fd1b5585_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#50;&#32;&#61;&#32;&#49;&#32;&#45;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"80\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/>, but its corresponding eigenvectors are <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-16ba70112cf310033b3441e9739aa07a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;&#95;&#49;&#32;&#61;&#32;&#40;&#49;&#47;&#92;&#115;&#113;&#114;&#116;&#32;&#50;&#44;&#32;&#49;&#47;&#92;&#115;&#113;&#114;&#116;&#32;&#50;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"21\" width=\"143\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1e4b4a79357cef0dfad19d2e7f5f5ddb_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#32;&#118;&#95;&#50;&#32;&#61;&#32;&#40;&#45;&#49;&#47;&#92;&#115;&#113;&#114;&#116;&#32;&#50;&#44;&#32;&#49;&#47;&#92;&#115;&#113;&#114;&#116;&#32;&#50;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"21\" width=\"157\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, we have <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-fe18cd714ff951d32f69edd8cdc0cf58_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#32;&#118;&#95;&#50;&#94;&#42;&#32;&#118;&#95;&#49;&#61;&#49;&#47;&#32;&#92;&#115;&#113;&#114;&#116;&#32;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"21\" width=\"98\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, which can be<br>arbitrarily large relative to <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-02c416d77f6650e9c7849397bf6e11bf_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"8\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>.<\/p>\n\n\n\n<h3>2. Distances between subspaces<\/h3>\n\n\n\n<p>Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c89f9ab3d3411ab214e07b054a43b10_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e2c39753db514e440e9ea0c88090a14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> be <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c409433a9e2dfcdb83360a974d243f18_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"8\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>-dimensional subspaces of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0053d337786d93a6fd664707fa2e0897_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#32;&#82;&#94;&#100;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"21\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, with <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c65d4acc024bbda67261b3de1dcfc1f2_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;&#32;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#32;&#100;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"42\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/>. Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-02ded101b0ca0629a2933c07754fb702_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"21\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-849e4000805e2a13b3fca270cb5bece5_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"25\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> be projectors onto these two subspaces. <br>We first consider the angle between two vectors, that is, when <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ddc32590e7908ec2d4f75dd390604888_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;&#32;&#61;&#32;&#49;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"40\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Then, <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c89f9ab3d3411ab214e07b054a43b10_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e2c39753db514e440e9ea0c88090a14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> are spanned by vectors. Denote the two corresponding vectors as <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c77f637ee14e64f27f07b09ac8f660fe_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;&#95;&#49;&#44;&#32;&#118;&#95;&#50;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#32;&#83;&#94;&#123;&#100;&#45;&#49;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"96\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/>. The angle between <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1d594d7a3a64d0fc42220a2e95bedeca_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;&#95;&#49;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"11\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-176fc5995b3d96ad6ba41ce76b5486bc_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;&#95;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"11\" width=\"16\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> is defined as:<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-81833f087d00b04e16ba019a3f9dc896_l3.png\" height=\"22\" width=\"176\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#40;&#118;&#95;&#49;&#44;&#32;&#118;&#95;&#50;&#41;&#32;&#61;&#32;&#92;&#99;&#111;&#115;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#118;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#118;&#95;&#50;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>Now, we need to extend this concept to subspaces (when <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5a7c447ca46c80e37a53924989b1ac31_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;&#32;&#62;&#32;&#49;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"40\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>). Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-764e1c770271f92700e1a4fbce46c668_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-2510519bbe1660dfdffb4195c7287343_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1386bbd33ae5bd412dccb83f7e86ad82_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#100;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#114;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"39\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> matrices with orthonormal columns such that range(<img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-764e1c770271f92700e1a4fbce46c668_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>) <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7b67f55a0d56ae3aa5a6425a3f912279_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#61;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"29\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and range(<img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-2510519bbe1660dfdffb4195c7287343_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>) <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f02953f7d68a36b28d28a79fa79fd848_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#61;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"34\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/>. Then, the projectors can be written as <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-95ecee69e3abfe35e4a715a839f0a984_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;&#125;&#32;&#61;&#69;&#32;&#69;&#94;&#123;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"80\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-54e5ae0a1281ace89722e461e7d538af_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;&#125;&#32;&#61;&#70;&#32;&#70;&#94;&#123;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"80\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/>.<br>Now, we define the angle between subspaces <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c89f9ab3d3411ab214e07b054a43b10_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e2c39753db514e440e9ea0c88090a14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> as the following:<br><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Definition<\/strong><br>The canonical or principal angles between <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c89f9ab3d3411ab214e07b054a43b10_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e2c39753db514e440e9ea0c88090a14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> are:<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7db25526c3a7671421dcaccf3e0798a2_l3.png\" height=\"22\" width=\"269\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#116;&#104;&#101;&#116;&#97;&#95;&#49;&#32;&#61;&#32;&#92;&#99;&#111;&#115;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#40;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#49;&#41;&#44;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#44;&#32;&#92;&#116;&#104;&#101;&#116;&#97;&#95;&#114;&#32;&#61;&#32;&#92;&#99;&#111;&#115;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#40;&#32;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#114;&#41;&#44;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>where <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4a4ca70d6073f6dbe6778fda037f1140_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#49;&#44;&#32;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#44;&#32;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#114;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"73\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> are singular values of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9b82a38e64fcc29bbb2027f3c2976f4f_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#69;&#94;&#42;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"36\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> or <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f6d6d062702ac54553692ce51b9e8c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;&#94;&#42;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"36\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>.<\/p>\n\n\n\n<p>A general result known as CS-decomposition in linear algebra gives the following:<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 18px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a5d9fe44b043efd3929b0dc1d43272c7_l3.png\" height=\"18\" width=\"143\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#69;&#94;&#42;&#70;&#32;&#61;&#32;&#85;&#32;&#92;&#99;&#111;&#115;&#32;&#92;&#84;&#104;&#101;&#116;&#97;&#32;&#86;&#94;&#42;&#44;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>where <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 75px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f9385e6988084442cc05f07f7052e2e3_l3.png\" height=\"75\" width=\"143\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#84;&#104;&#101;&#116;&#97;&#32;&#61;&#32;&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#98;&#109;&#97;&#116;&#114;&#105;&#120;&#125;&#32;&#92;&#116;&#104;&#101;&#116;&#97;&#95;&#49;&#32;&#38;&#32;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#38;&#32;&#48;&#32;&#92;&#92;&#32;&#92;&#118;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#38;&#32;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#38;&#32;&#32;&#92;&#118;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#92;&#92;&#32;&#48;&#32;&#38;&#32;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#38;&#32;&#92;&#116;&#104;&#101;&#116;&#97;&#95;&#114;&#32;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#98;&#109;&#97;&#116;&#114;&#105;&#120;&#125;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Another way of defining canonical angles is the following:<br><strong>Definition<\/strong><br>The canonical angles between the spaces <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c89f9ab3d3411ab214e07b054a43b10_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e2c39753db514e440e9ea0c88090a14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> are <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1f455078f6ce9692c4559a5bad40fee2_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#104;&#101;&#116;&#97;&#95;&#107;&#32;&#61;&#32;&#92;&#115;&#105;&#110;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#40;&#115;&#95;&#107;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"21\" width=\"110\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> for <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b268a51f32d8aeb7540d49f73921b591_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#107;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#123;&#32;&#49;&#44;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#44;&#32;&#114;&#92;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"105\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, where <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-516a9cec279156d78653a012621aff2c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#115;&#95;&#49;&#44;&#32;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#44;&#32;&#115;&#95;&#107;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"70\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> are the singular values of <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 19px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cc9d7d7a2ffcb46c9dd33180c93ea6df_l3.png\" height=\"19\" width=\"343\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#73;&#32;&#45;&#32;&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#61;&#69;&#32;&#69;&#94;&#42;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#73;&#45;&#32;&#70;&#32;&#70;&#94;&#42;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#32;&#61;&#32;&#85;&#32;&#92;&#115;&#105;&#110;&#32;&#92;&#84;&#104;&#101;&#116;&#97;&#32;&#86;&#94;&#42;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br><\/p>\n\n\n\n<p>Now, given the definition of the canonical angles, we can define the distances between subspaces <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c89f9ab3d3411ab214e07b054a43b10_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e2c39753db514e440e9ea0c88090a14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> as the following.<br><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Definition<\/strong><br>The distance between <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c89f9ab3d3411ab214e07b054a43b10_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e2c39753db514e440e9ea0c88090a14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> is <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4654f5abe113fd14b689df494aa6e159_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#124;&#92;&#115;&#105;&#110;&#32;&#92;&#84;&#104;&#101;&#116;&#97;&#92;&#124;&#95;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"65\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, which is a metric over the space of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c409433a9e2dfcdb83360a974d243f18_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"8\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>-dimensional linear subspaces of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0053d337786d93a6fd664707fa2e0897_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#32;&#82;&#94;&#100;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"21\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Equivalently,<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 94px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-596292c6725f193a72e2a9138f9b2f58_l3.png\" height=\"94\" width=\"211\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#32;&#92;&#124;&#92;&#115;&#105;&#110;&#32;&#92;&#84;&#104;&#101;&#116;&#97;&#92;&#124;&#95;&#50;&#94;&#50;&#32;&#38;&#61;&#92;&#124;&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#73;&#32;&#45;&#32;&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#124;&#95;&#50;&#94;&#50;&#92;&#92;&#38;&#61;&#92;&#124;&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#73;&#32;&#45;&#32;&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#124;&#95;&#50;&#94;&#50;&#92;&#92;&#38;&#61;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#49;&#50;&#32;&#92;&#124;&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;&#125;&#32;&#45;&#92;&#80;&#105;&#95;&#123;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;&#125;&#92;&#124;&#95;&#50;&#94;&#50;&#46;&#32;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<h3><br>3. Davis Kahan Theorem<\/h3>\n\n\n\n<h3><strong>Theorem<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b28eebe99928b513e01a49ba0102a926_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#61;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#69;&#95;&#48;&#94;&#42;&#43;&#69;&#95;&#49;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#49;&#69;&#95;&#49;&#94;&#42;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"182\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e84b850f427c44f4f0286d3323ad00a7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#43;&#72;&#32;&#61;&#32;&#70;&#95;&#48;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#70;&#95;&#48;&#94;&#42;&#43;&#70;&#95;&#49;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#49;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"216\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> be symmetric matrices with <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6f9fb854b6dcdf52bb1ab69d8b7ca88b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#91;&#69;&#95;&#48;&#44;&#32;&#69;&#95;&#49;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"55\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b6c76ee07a69530ef6495d6ab0398b80_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#91;&#70;&#95;&#48;&#44;&#32;&#70;&#95;&#49;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"52\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> orthogonal matrices. If the eigenvalues <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-dd28e06d3c349b9c4dac3363dbd64fb3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"19\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> are contained in an interval <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-38afd5fa0311a58706b12abbc68c2d94_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#40;&#97;&#44;&#32;&#98;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"37\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, and the eigenvalues of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-fd0904266ad57bd812cbf37b715e4d0a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#49;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"18\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> are excluded from the interval <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-88423bdf8a57d4786f39fb960988f46c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#40;&#97;&#45;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#44;&#32;&#98;&#43;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"96\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> for some <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0e9a9eb2fef6037a8fb5971507ac7dd9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#62;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"41\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>, then<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 38px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-86ec1c116b826f35b380043b3584a9a2_l3.png\" height=\"38\" width=\"166\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#32;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#72;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#125;&#123;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#125;&#32;&#44;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>for any unitarily invariant norm <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1a5f3d1cb88a3655928a38aa04691a60_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#124;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#92;&#124;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"27\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>.<\/p>\n\n\n\n<p><strong><em>Proof.<br><\/em><\/strong>Since <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-250b3066c525145bdca618d817978d3a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#61;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#32;&#69;&#95;&#48;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#43;&#32;&#69;&#95;&#49;&#32;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#49;&#32;&#69;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#61;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#44;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"314\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> we have<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 43px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e19b275befa19b20bc660f7f30ba0072_l3.png\" height=\"43\" width=\"207\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#72;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#38;&#61;&#32;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#43;&#32;&#72;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#32;&#45;&#32;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#92;&#38;&#61;&#40;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#43;&#72;&#41;&#32;&#69;&#95;&#48;&#32;&#45;&#69;&#95;&#48;&#32;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#32;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>Furthermore, <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ca58e538c04491d4661f16d91c168d23_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#40;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#43;&#32;&#72;&#41;&#32;&#61;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"21\" width=\"149\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, so<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 48px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cd2149b45e520a5c7f8fc95f8daa26a5_l3.png\" height=\"48\" width=\"272\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#32;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#72;&#69;&#95;&#48;&#32;&#38;&#61;&#32;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#40;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#32;&#43;&#32;&#72;&#41;&#69;&#95;&#48;&#32;&#45;&#32;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#92;&#92;&#38;&#61;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;&#32;&#45;&#32;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3ca5830c47305c6f5dac8be44453c58c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#99;&#32;&#58;&#61;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#97;&#43;&#98;&#125;&#123;&#50;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"62\" style=\"vertical-align: -6px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c3355f3b42dc0af2d5bf0349ccc2288b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;&#32;&#58;&#61;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#98;&#45;&#97;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"97\" style=\"vertical-align: -6px;\"\/>. By the triangle inequality, we have<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 100px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-329f8fcd498aa55ecc5c386dd79186b8_l3.png\" height=\"100\" width=\"407\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#72;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#32;&#38;&#61;&#32;&#92;&#124;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;&#32;&#45;&#32;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#92;&#124;&#92;&#92;&#38;&#61;&#32;&#92;&#124;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#45;&#99;&#73;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;&#32;&#45;&#32;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#45;&#99;&#73;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#124;&#32;&#92;&#92;&#32;&#38;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#32;&#92;&#124;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#45;&#99;&#73;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;&#32;&#92;&#124;&#45;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#45;&#99;&#73;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#124;&#46;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>Here we have used a centering trick so that <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9194b9f08570a04a65b7ee0f7c8ce01b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#32;&#45;&#32;&#99;&#73;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"59\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> has eigenvalues contained in <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a84a1f09e39415d77a0fb8f09d8dda3f_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#91;&#45;&#114;&#44;&#32;&#114;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"44\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, and<br><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-817b214808387b71439f8a3b2de559f7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#32;&#45;&#32;&#99;&#73;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"59\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> has eigenvalues excluded from <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e3aa0c9acccc8054e50839974eac34a9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#40;&#45;&#114;&#32;&#45;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#44;&#32;&#114;&#32;&#43;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"110\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. This implies that <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0da1296fb60fe927bb2ea74c464e1338_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#124;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#45;&#99;&#73;&#92;&#124;&#95;&#50;&#92;&#108;&#101;&#32;&#114;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"114\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ff3199905719ada9f6e6936a7fbbdac1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#124;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#45;&#99;&#73;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#32;&#92;&#124;&#95;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#114;&#43;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"35\" width=\"221\" style=\"vertical-align: -11px;\"\/>, respectively.  Therefore<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 85px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8fc2a02ba647c4eebce8a2ea0cf531ce_l3.png\" height=\"85\" width=\"358\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#92;&#124;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#45;&#99;&#73;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#69;&#95;&#48;&#32;&#92;&#124;&#32;&#38;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#92;&#124;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#45;&#99;&#73;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#32;&#92;&#124;&#95;&#50;&#125;&#32;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#32;&#92;&#92;&#38;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#114;&#43;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#32;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#44;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>and<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 45px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0a92023495eee7b6f5e8a4c51de0a35d_l3.png\" height=\"45\" width=\"302\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#45;&#99;&#73;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#124;&#32;&#38;&#32;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#92;&#124;&#92;&#76;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#48;&#45;&#99;&#73;&#92;&#124;&#95;&#50;&#32;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#92;&#92;&#38;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#114;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#46;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>We conclude that <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b557f19d13b4ccb5c13387a9e92049e6_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#72;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#32;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#92;&#124;&#70;&#95;&#49;&#94;&#42;&#32;&#69;&#95;&#48;&#92;&#124;&#46;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"171\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/><\/p>\n\n\n\n<p>Another version of the Davis-Kahan Theorem which is more popular in the community of statisticians is the following.<\/p>\n\n\n\n<h3><strong>Theorem<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-14fb1e14301ad034b94e3db3ff52c0c9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9b6c81bbb5536c768ef1fecad482385a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"12\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f2b1e2d41278bc889d6f6148eb2bfec3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#100;&#32;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#32;&#100;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"41\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> symmetric matrices with respective eigenvalues <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8e2137fc12b3dbb1e821af564f2a3bcb_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#49;&#32;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#50;&#32;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#100;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"146\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3ed7780856900eeacadbdcbb5db7f26c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#49;&#32;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#50;&#32;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#32;&#92;&#103;&#101;&#113;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#100;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"146\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/>.<br>Fix <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-2f94fea4a16cbd8b6aafb14f4045efd0_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;&#32;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#32;&#114;&#32;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#32;&#115;&#32;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#32;&#100;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"106\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/>, and let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-63ada879859a9e41fd935f035b7313bc_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#86;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c79c920c7413c5e56789eaac2ec08fd0_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#32;&#86;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be  <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c14ae353df023780fb8d0f2744d0e0cc_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#100;&#32;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#32;&#40;&#115;&#32;&#45;&#32;&#114;&#32;&#43;&#32;&#49;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"113\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> matrices with orthonormal columns corresponding to eigenvalues <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-fdc0dca2ac710f1fd45bb3c6a9505351_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#106;&#92;&#125;&#95;&#123;&#106;&#61;&#114;&#125;&#94;&#115;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"58\" style=\"vertical-align: -8px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c59c16b38399b3a659e5070f95f5734_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#123;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#106;&#92;&#125;&#95;&#123;&#106;&#61;&#114;&#125;&#94;&#115;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"25\" width=\"58\" style=\"vertical-align: -8px;\"\/>.<br>Let <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c89f9ab3d3411ab214e07b054a43b10_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6e2c39753db514e440e9ea0c88090a14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"15\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> be the subspaces spanned by columns of <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-63ada879859a9e41fd935f035b7313bc_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#86;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c79c920c7413c5e56789eaac2ec08fd0_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#32;&#86;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Define the eigengap as <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 33px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7a02ad4b4d88b6da780737eb16779934_l3.png\" height=\"33\" width=\"475\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#61;&#32;&#92;&#105;&#110;&#102;&#32;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#123;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#124;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#32;&#45;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#124;&#32;&#92;&#59;&#32;&#58;&#32;&#92;&#59;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#91;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#115;&#32;&#44;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#114;&#93;&#44;&#32;&#92;&#59;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#40;&#45;&#32;&#92;&#105;&#110;&#102;&#116;&#121;&#44;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#123;&#115;&#43;&#49;&#125;&#93;&#32;&#92;&#99;&#117;&#112;&#32;&#91;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#123;&#114;&#45;&#49;&#125;&#44;&#32;&#92;&#105;&#110;&#102;&#116;&#121;&#41;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#125;&#44;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>where we define <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ca8f7ca87c9f52cff3b5b01185d07d28_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#48;&#32;&#61;&#32;&#45;&#92;&#105;&#110;&#102;&#116;&#121;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"73\" style=\"vertical-align: -3px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-63ac8630d6c6d11049a0a1da0c54b01a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#123;&#100;&#43;&#49;&#125;&#32;&#61;&#32;&#92;&#105;&#110;&#102;&#116;&#121;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"76\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>.<br>If <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0e9a9eb2fef6037a8fb5971507ac7dd9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#32;&#62;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"41\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>, then <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 40px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7676988cbcfce89a5ebab100bfc76d70_l3.png\" height=\"40\" width=\"211\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#114;&#109;&#123;&#115;&#105;&#110;&#125;&#32;&#92;&#84;&#104;&#101;&#116;&#97;&#40;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#69;&#44;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#99;&#97;&#108;&#32;&#70;&#41;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#92;&#124;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;&#45;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#92;&#124;&#95;&#123;&#50;&#125;&#125;&#123;&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>The result also holds for the operator norm <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-60b1d1d28027daa7ab2901179ad8dd02_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#124;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#111;&#112;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"43\" style=\"vertical-align: -6px;\"\/>.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/sintheta.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-463\" width=\"487\" height=\"214\" srcset=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/sintheta.png 422w, https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/sintheta-300x132.png 300w\" sizes=\"(max-width: 487px) 100vw, 487px\" \/><figcaption>Illustration of the eigengap <img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-02c416d77f6650e9c7849397bf6e11bf_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"8\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. (Source: Alessandro Rinaldo Lecture Notes)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>By <strong>Weyl\u2019s theorem<\/strong>, one can show that the <em><strong>sufficient <\/strong><\/em>(but not necessary) condition for&nbsp;<img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7ed558b4a6c4ddb6bb02410528514fc7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#100;&#101;&#108;&#116;&#97;&#62;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"41\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>&nbsp;in Davis-Kahan theorem is <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 38px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d927454d972d3f9afea5a70e399e7680_l3.png\" height=\"38\" width=\"301\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#124;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#125;&#45;&#92;&#83;&#105;&#103;&#109;&#97;&#92;&#124;&#95;&#50;&#60;&#92;&#109;&#105;&#110;&#95;&#123;&#114;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#105;&#92;&#108;&#101;&#113;&#32;&#115;&#44;&#32;&#92;&#59;&#32;&#106;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#91;&#110;&#93;&#32;&#92;&#98;&#97;&#99;&#107;&#115;&#108;&#97;&#115;&#104;&#32;&#92;&#123;&#114;&#44;&#92;&#100;&#111;&#116;&#115;&#44;&#115;&#92;&#125;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#124;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#105;&#45;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#125;&#95;&#106;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#124;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>When the matrices are not symmetric, there exists a generalized version of the Davis-Kahan Theorem called <strong>Wedin\u2019s theorem<\/strong>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In many situations, there is a symmetric matrix of interest , but one only has a perturbed version of it . How is affected by ?The basic example is Principal Component Analysis (PCA). Let for some random vector , and let be the sample covariance matrix on independent copies of . Namely, we observe i.i.d.<\/p>\n<div class=\"more-link\">\n             <a href=\"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/2021\/03\/19\/davis-kahan-sin-theta-theorem\/\" class=\"read-more\">Read More<i class=\"fa fa-caret-right\"><\/i><\/a>\n        <\/div>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[13],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/457"}],"collection":[{"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=457"}],"version-history":[{"count":42,"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/457\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":501,"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/457\/revisions\/501"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=457"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=457"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/quentin-duchemin.alwaysdata.net\/wiki\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=457"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}