向量範數和矩陣範數從屬範數的定義是什麼 分別寫出他們的範圍

2021-03-27 08:32:03 字數 5502 閱讀 2737

1樓:劉賀

向量的範數概念還是比較好理解的,這是從內積概念引入的

一般向量有∞-範數、1-範數和2-範數的概念

對於向量x,∞-範數寫為||x||∞,1-範數寫為||x||1,2-範數寫為||x||2

||x||∞是x的所有元素絕對值中的最大值;1-範數是x的所有元素絕對值的和

2-範數是先對x是所有元素求平方和,再開平方即是

更一般的是寫作p-範數形式,p可以取1、2和∞

矩陣的範數和向量的範數概念是不同的,a是矩陣,則:

1-範數是:max(sum(abs(a)),就是對a的每列的絕對值求和

再求其中的最大值,也叫列範數

2-範數是:求a'*a 的特徵值,找出其中的最大特徵值,求其平方根

相當於max(sqrt(eig(a'*a))),也叫譜範數

∞-範數是:max(sum(abs(a')),就是對a的每行的絕對值求和

再求其中的最大值,也叫行範數

當然還有一種f-範數,就是求矩陣每個元素的平方和,後開平方

矩陣範數的定義

2樓:中地數媒

1.第一種定義———p範數

設{x:‖x‖p=1},則對於給定的n階矩陣a存在相應的向量集合{ax:‖x‖p=1},定義

地球物理資料處理基礎

為從屬於某種向量範數的矩陣範數,簡稱從屬範數。因為是通過向量p範數定義的矩陣範數,也稱p範數或運算元範數。

由定義可知,‖x‖p的含義是向量集合{ax:‖x‖p=1}中各向量都有一個對應的範數,其中最大的就是‖x‖p。可見,這是具體的定義方法,其優點可以把矩陣範數與向量範數用一個公式聯絡起來,使兩者相容。

由於單位矩陣 ‖x‖p=1,所以‖i‖p=1是從屬範數的一個特徵。

矩陣範數有分別從屬於‖x‖1,‖x‖2和‖x‖∞的三種具體形式。

地球物理資料處理基礎

稱為列和範數(矩陣各列向量的「和範數」中最大者)。

地球物理資料處理基礎

稱為a的2-範數。式中ata稱為格蘭姆矩陣,λ1(ata)表示ata的最大特徵值。因為λ1(ata)就是ata的譜半徑,又稱‖a‖2是a的譜範數。

地球物理資料處理基礎

稱為行和範數(矩陣各行向量「和範數」中的最大者)。

2.第二種定義———f範數

定義:地球物理資料處理基礎

為a的f範數(frobenius),這是將向量2-範數概念直接推廣到rn×n空間中的範數,也可以把這種範數記為‖a‖e,稱為歐氏範數。

注意f範數不從屬於任何一種向量範數,它與‖x‖2相容,但並不從屬於‖x‖2。這時,單位陣i的任一種從屬範數

關於矩陣2-範數和無窮範數的證明

3樓:

使用向量2-範數和無窮範數的如下不等式(證明都很容易):

① ║x║_∞ ≤ ║x║_2,

② ║x║_2 ≤ √n·║x║_∞.

於是對任意向量x, 有:

║ax║_∞

≤ ║ax║_2 (由①)

≤ ║a║_2·║x║_2 (由2-範數的定義)≤ √n·║a║_2·║x║_∞ (由②).

再由無窮範數的定義即得║a║_∞ ≤ √n·║a║_2.

什麼是範數?向量的範數公式是什麼?

4樓:匿名使用者

向量範數

定義1. 設 ,滿足

1. 正定性:║x║≥0,║x║=0 iff x=0

2. 齊次性:║cx║=│c│║x║,

3. 三角不等式:║x+y║≤║x║+║y║

則稱**中定義了向量範數,║x║為向量x的範數.

可見向量範數是向量的一種具有特殊性質的實值函式.

常用向量範數有,令x=( x1,x2,…,xn)t

1-範數:║x║1=│x1│+│x2│+…+│xn│

2-範數:║x║2=(│x1│2+│x2│2+…+│xn│2)^1/2

∞-範數:║x║∞=max(│x1│,│x2│,…,│xn│)

易得 ║x║∞≤║x║2≤║x║1≤n1/2║x║2≤n║x║∞

定理1.**中任意兩種向量範數║x║α,║x║β是等價的,即有m,m>0使

m║x║α≤║x║β≤m║x║

可根據範數的連續性來證明它.由定理1可得

定理2.設是**中向量序列,x是**中向量,則

║x(k)-x║→0(k→∞) iff xj(k)-xj→0,j=1,2,…,n(k→

∞)其中xj(k)是x(k)的第j個分量,xj是x的第j個分量.此時稱收斂於x,記作x(k)

→x(k→∞),或 .

三、 矩陣範數

定義2. 設 ,滿足

1. 正定性:║x║≥0,║x║=0 iff x=0

2. 齊次性:║cx║=│c│║x║,

3. 三角不等式:║x+y║≤║x║+║y║

4. 相容性: ║xy║≤║x║║y║

則稱**×n中定義了矩陣範數,║x║為矩陣x的範數.

注意, 矩陣x可視為n2維向量,故有前三條性質.因此定理1,2中向量的等價性和向量

序列收斂的概念與性質等也適合於矩陣.第四條,是考慮到矩陣乘法關係而設.更有矩

陣向量乘使我們定義矩陣範數向量範數的相容性:

║ax║≤║a║║x║

所謂由向量範數誘匯出的矩陣範數與該向量範數就是相容的.

定理3. 設a是n×n矩陣,║?║是n維向量範數則

║a║=max= max

是一種矩陣範數,稱為由該向量範數誘匯出的矩陣範數或運算元範數,它們具有相容性

或者說是相容的.

單位矩陣的運算元範數為1

可以證明任一種矩陣範數總有與之相容的向量範數.例如定義:

║x║=║x║,x=(xx…x)

常用的三種向量範數誘匯出的矩陣範數是

1-範數:║a║1= max=

2-範數:║a║2=max= ,λ1是aha的

最大特徵值.

∞-範數:║a║∞=max=

此外還有frobenius範數: .它與向量2-範數相容.但非向量範數誘匯出的矩陣範數.

四、 矩陣譜半徑

定義3.設a是n×n矩陣,λi是其特徵值,i=1,2,…,n.稱

為a的譜半徑.

譜半徑是矩陣的函式,但非矩陣範數.對任一矩陣範數有如下關係:

ρ(a)≤║a║

因為任一特徵對λ,x,ax=λx,令x=(xx…x),可得ax=λx.兩邊取範數,由矩陣範數的

相容性和齊次性就匯出結果.

定理3.矩陣序列i,a,a2,…ak,…收斂於零的充分必要條件是ρ(a)

對於向量範數和矩陣範數,沒有加下標的範數是什麼意思啊?

5樓:摩爾兔

一般沒加下標的範數,是省略了下標2。代表的意思是向量:求向量模長。

矩陣:設矩陣為a就求a的轉置共軛矩陣與矩陣a的積的最大特徵根的平方根值,表示空間上兩個向量矩陣的直線距離,類似於求棋盤上兩點間的直線距離。

範數的矩陣範數

如何求矩陣的一範數 一範數和二範數有啥區別?

6樓:匿名使用者

∑|一、求法

1-範數:║a║1 = max(列和範數,a每一列元素絕對值之和的最大值),其中∑|ai1|第一列元素絕對值的和∑|ai1|=|a11|+|a21|+...+|an1|,其餘方法相同);

2-範數:║a║2 = a的最大奇異值 =(max)^(其中a^h為a的轉置共軛矩陣)。

二、區別:

1、意義不同:1-範數是指向量(矩陣)裡面非零元素的個數,2-範數(或euclid範數)是指空間上兩個向量矩陣的直線距離。

2、求法不同:1-範數║a║1 = max,2-範數:║a║2 = a的最大奇異值 = (max)^。

7樓:ivy夏戀

1-範數:是指向量(矩陣)裡面非零元素的個數。類似於求棋盤上兩個點間的沿方格邊緣的距離。

||x||1 = sum(abs(xi));

2-範數(或euclid範數):是指空間上兩個向量矩陣的直線距離。類似於求棋盤上兩點見的直線距離 (無需只沿方格邊緣)。

||x||2 = sqrt(sum(xi.^2));

∞-範數(或最大值範數):顧名思義,求出向量矩陣中其中模最大的向量。

||x||∞ = max(abs(xi));

ps.由於不能敲公式,所以就以偽**的形式表明三種範數的演算法,另外加以文字說明,希望樓主滿意。相互學習,共同進步~

8樓:匿名使用者

範數的意義是可以度量誤差對結果的影響,1範數和二範數只是兩種度量方式

9樓:匿名使用者

a=0 1

0 0

|a-λe| =

-λ 1

0 -λ

= λ^2

所以a的特徵值為: 0, 0.

矩陣論中向量範數、矩陣範數、運算元範數的聯絡和區別?範數到底有何作用呢?求直白易懂回答~

10樓:匿名使用者

^直白的說:

向量的一種範數就理解成在某種度量下的長度,比如歐式空間,二範數:||x||_2=sqrt(sum(x_i^2))。

矩陣範數,通常是把矩陣拉長成一列,做向量範數。e.g 矩陣的f範數就是拉成向量之後的二範數。

運算元範數,運算元a(有窮維中的矩陣a), 作用在向量x上(乘法),||a||:=max(||ax||), s.t. ||x||=1.

至於作用,就是方便給一個抽象的空間(比如連續函式空間,函式就是一個「點」)引入極限、收斂等分析的性質,像矩陣核範數在矩陣***pressed sensing裡就挺重要~

如何證明2向量範數與f矩陣範數相容

11樓:不是苦瓜是什麼

矩陣的f-範數與向量的2-範數相容證明:

這兩種範數實際上是有非常緊內密的聯絡的。

一方面,矩陣的容2範數是向量二範數對應的誘導範數。

另一方面,向量範數可以認為是矩陣的誘導範數的特例,如果將長度為的向量視為一個的矩陣,會發現前者的向量範數是等於後者的矩陣範數的。

常用向量範數有,令x=( x1,x2,…,xn)t1-範數:║x║1=│x1│+│x2│+…+│xn│2-範數:║x║2=(│x1│2+│x2│2+…+│xn│2)^1/2

∞-範數:║x║∞=max(│x1│,│x2│,…,│xn│)易得 ║x║∞≤║x║2≤║x║1≤n1/2║x║2≤n║x║∞

12樓:城華

矩陣的f-範數與向量的2-範數相容證明:

13樓:庸詘皇

把矩陣按行分塊就行了

另,向量的2-範數和向量的f-範數相等,所以這相當於證明f-範數相容

求解矩陣的2範數,求矩陣的範數

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