范数

Wiki里范数的定义:具有长度概念的函数。在线性代数中,是一个函数,其为向量空间内所有向量赋予非零的正长度。

最简单的就是实数空间中的绝对值,还有欧式空间中的向量摩长。

 范数


向量的范数

我们考虑如下的方式定义向量长度:

范数

我们把p分别取0,1,2,无穷,得到如下各个范数形式。我们取X=[1,-2,3,0,0,1],分别考虑如下范数。

 

零范数:

范数

一个向量的零范数指的是其非零元素的个数,上面的X取零范数,得到:

范数

 

一范数:

范数

一个向量的1范数指的是其元素绝对值的和,X取1范数得到:

范数

 

二范数(欧式范数):

范数

向量的2范数,就是其摩长,也就是元素平方和再开方,

范数

 

最大范数:

取p为正无穷大,得到最大范数:

范数

也就是其最大的元素绝对值。

范数

 

矩阵的范数

我们如何定义一个矩阵的“长度”概念?类似的,我们可以借鉴向量的方法,定义:

范数

这样,我们得到如下矩阵的范数。

 

零范数:

范数

一范数:

 范数

二范数:

矩阵的2范数也称为弗罗贝尼乌斯范数(Frobeniusnorm)或希尔伯特-施密特范数(F范数)范数

最大范数:

范数

上面把矩阵看为多个向量,称为矩阵的元范数;还有矩阵的诱导范数,这里不讨论。

范数

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