1,向量的模和范数的计算结果都是一个实数,这个数字对应着单个向量的长度或者两个向量之间的距离。

2,在空间几何中(经常是2或3维空间),常用模来表示向量的长度或两个向量间的距离,符号为|| x ⃗ \vec{x} x ||。

例子:
在二维空间中有两个向量: x ⃗ = ( 1 , 2 ) , y ⃗ = ( 2 , 3 ) \vec{x}=(1,2),\vec{y}=(2,3) x =(1,2)y =(2,3)
x ⃗ 的 长 度 为 ∣ ∣ x ⃗ ∣ ∣ = 1 2 + 2 2 \vec{x}的长度为||\vec{x}||=\sqrt{1^2+2^2} x x =12+22
x ⃗ 和 y ⃗ 之 间 的 距 离 为 ∣ ∣ x ⃗ − y ⃗ ∣ ∣ = ( 1 − 2 ) 2 + ( 2 − 3 ) 2 \vec{x}和\vec{y}之间的距离为||\vec{x}-\vec{y}||=\sqrt{(1-2)^2+(2-3)^2} x y x y =(12)2+(23)2

3,在线性代数中,常用范数这个概念。对于1维空间的实数集,标准的范数就是绝对值,将绝对值的概念推广到多维空间就叫做范数。

4,范数的定义:

A norm is any function g that maps vectors to real numbers that satis es the following conditions:
1, Non-negativity: for all x ⃗ ∈ R D , g ( x ⃗ ) > = 0 ; \vec{x} \in R^D, g(\vec{x})>=0; x RD,g(x )>=0;
2, Strictly positive: for all x ⃗ , g ( x ⃗ ) = 0 \vec{x}, g(\vec{x})=0 x ,g(x )=0 implies that x ⃗ = 0 \vec{x}=0 x =0;
3, Homogeneity: for all x ⃗ \vec{x} x and a, g ( a x ⃗ ) = ∣ a ∣ g ( x ⃗ ) , g(a\vec{x})=|a|g(\vec{x}), g(ax )=ag(x ), where |a| is the absolute value;
4, Triangle inequality: for all x ⃗ , y ⃗ , g ( x ⃗ , y ⃗ ) &lt; = g ( x ⃗ ) + g ( y ⃗ ) \vec{x}, \vec{y}, g(\vec{x}, \vec{y})&lt;=g(\vec{x})+g(\vec{y}) x ,y ,g(x ,y )<=g(x )+g(y ).

5,ell-p norm ( ℓ p \ell_p p)

这是一类特殊的范数家族,读作“little ell p 范数”。
定义如下:
Let p p p be in the range [ 0 , ∞ ] [0, \infin] [0,]; then the ℓ p \ell_p p norm of x, denoted by ∣ ∣ x ⃗ ∣ ∣ p ||\vec{x}||_p x p, is de ned by:

∣ ∣ x ⃗ ∣ ∣ p = ( ∑ d = 1 D ∣ x d ∣ p ) 1 p ||\vec{x}||_p=(\sum_{d=1}^{D}|x_{d}|^p)^\frac{1}{p} x p=(d=1Dxdp)p1

6,由 ℓ p \ell_p p范数家族衍生出来的特殊范数

1,欧式范数(Euclidean norm):
g ( x ) = ∑ d = 1 D x d 2 g(x)=\sqrt{\sum_{d=1}^{D} x_d^2} g(x)=d=1Dxd2
(对应着 ℓ 2 范 数 \ell_2范数 2

2,曼哈顿范数(Manhattan norm):
g ( x ) = ∑ d = 1 D ∣ x d ∣ g(x)=\sum_{d=1}^{D} |x_d| g(x)=d=1Dxd
(对应着 ℓ 1 范 数 \ell_1范数 1

3,最大值范数(Maximum norm):
g ( x ) = m a x d ∣ x d ∣ g(x)=max_d|x_d| g(x)=maxdxd
(对应着 ℓ ∞ 范 数 \ell_\infin范数

4,0范数(Zero norm):
g ( x ) = ∑ d = 1 D 1 [ x d 不 等 于 0 ] g(x)=\sum_{d=1}^{D}1[x_d不等于0] g(x)=d=1D1[xd0]
(对应着 ℓ 0 范 数 \ell_0范数 0

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