从矩阵范数的定义中,多了一个相容性。因为抽象空间中的向量是不能乘的,但是矩阵是可以乘的。直接定义满足这四个条件的范数很难,直接定义非常麻烦。
为了定义相容的矩阵范数,引出一个方法:诱导范数。

诱导范数的定义

在这里插入图片描述
给矩阵A乘一个单位向量,相当于对单位向量做了一次变换,假设变换是下面图中所示的。 ∣ ∣ A x ∣ ∣ ||Ax|| Ax就有一个长度,就是一个范数。我们把矩阵 A A A的范数称为 ∣ ∣ A ∣ ∣ ||A|| A.

定理

在这里插入图片描述

证明

证两个方向
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

诱导范数和向量范数的相容性

在这里插入图片描述

常用诱导范数

在这里插入图片描述
如果按定义去计算 ∣ ∣ A x ∣ ∣ ||Ax|| Ax的范数会很麻烦,首先要计算 A x Ax Ax,最后是一个向量,然后如果计算1范数的话,就在把每一列绝对值加和。
有种简单的计算方式:
在这里插入图片描述
上面的公式解决了由向量1范数、2范数、无穷范数诱导出来的矩阵范数的计算。
对一式进行证明:
在这里插入图片描述
x x x是一个单位向量。注意诱导范数都是由单位向量诱导出来的。由于向量 x x x的1范数满足三角不等式,也就是 A 1 x 1 + A 2 x 2 + A 3 x 3 . . . A_1x_1+A_2x_2+A_3x_3... A1x1+A2x2+A3x3...满足三角不等式,所以可以写成下面的形式。
先证小于等于:
在这里插入图片描述

取了个特殊的向量证大于等于在这里插入图片描述
从而只能相等。

范数例题

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
注意是共轭转置,有复数的话,要变符号。

Logo

旨在为数千万中国开发者提供一个无缝且高效的云端环境,以支持学习、使用和贡献开源项目。

更多推荐