定义6.1向量范数的定义

设向量 x 是 n 维向量空间中的向量,向量范数是一个函数,它将向量映射到非负实数,且满足以下性质:
  • 非负性:
当且仅当 x = 0 时取等号
  • 齐次性:对任意标量 α,有:
  • 三角不等式:对任意向量 x, y,有:

常用的向量范数

  • 1-范数(曼哈顿范数):
    • 各分量绝对值的和
  • 2-范数(欧几里得范数):
    • 实际上是到原点的距离,或者说模长
  • ∞-范数(切比雪夫范数):
    • 各分量绝对值的最大值
  • p-范数:
    • 是2-范数(欧几里得范数的一般情况)
💡
只需要记住p-范数的表达式!其它范数都是p取不同值的特殊情况(包括无穷范数)

定义6.2 向量收敛的定义

设{xᵏ}是n维向量空间中的向量序列,如果存在向量x,使得:
则称向量序列{xᵏ}收敛于向量x,记作:
其中,‖·‖可以是任意向量范数。由于向量范数的等价性,如果序列在某个范数下收敛,则在任意范数下都收敛。
  • 分量收敛:向量序列收敛等价于各分量都收敛

定义6.3 矩阵范数的定义

设A是m×n矩阵,矩阵范数是一个函数,它将矩阵映射到非负实数,且满足以下性质:
  • 非负性:
当且仅当A为零矩阵时取等号
  • 齐次性:对任意标量α,有:
  • 三角不等式:对任意矩阵A, B(维度相同),有:
  • 相容性:对可乘的矩阵A, B,有:

常用的矩阵范数

没发现啥规律……只能死记?
  • 1-范数(列范数):
    • 所有列向量的1-范数的最大值
  • ∞-范数(行范数):
    • 所有行向量的1-范数的最大值
  • F-范数(Frobenius范数):
    • 还是模长
  • 2-范数(谱范数):
    • 的最大特征值的平方根

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