math:范数的物理意义-1范数,2范数

范数在数学中代表向量、矩阵和函数的'长度',用于衡量相似度。1-范数是向量元素绝对值之和,2-范数是欧几里得范数,矩阵范数描述了线性映射下向量长度的变化。函数的2范数是其平方的积分开方。在MATLAB中,不同范数有不同的计算函数。

定义

范数,是具有“长度”概念的函数。在线性代数、泛函分析及相关的数学领域,范数是一个函数,是矢量空间内的所有矢量赋予非零的正长度或大小。半范数可以为非零的矢量赋予零长度。

简单说就是: 向量,矩阵,函数的相似度(ps概率分布的相识度用H(a,b)H(a,b)H(a,b) cross entropy 交叉熵来表示)

- 向量范数

1-范数:

∣∣x∣∣1=∑i=1N∣xi∣||x||_1 = \sum_{i=1}^N|x_i|x1=i=1Nxi ,即向量元素绝对值之和,matlab调用函数norm(x, 1) 。

2-范数:

∣∣x∣∣2=∑i=1Nxi2||\textbf{x}||_2 =\sqrt{\sum_{i=1}^Nx_i^2}x2=i=1Nxi2 ,Euclid范数(欧几里得范数,常用计算向量长度),即向量元素绝对值的平方和再开方,matlab调用函数norm(x, 2).

- 矩阵范数

矩阵范数反映了线性映射把一个向量映射为另一个向量,向量的“长度”缩放的比例

1-范数:
∣∣A∣∣1=max⁡j∑i=1m∣ai,j∣ text,列和范数,即所有矩阵列向量绝对值之和的最大值,matlab调用函数norm(A,1)。 ||A||_1 = \max_j\sum_{i=1}^m|a_{i,j}| \ text{, 列和范数,即所有矩阵列向量绝对值之和的最大值,matlab调用函数norm(A, 1)。} A1=jmaxi=1mai,j textmatlabnorm(A,1)

2-范数:
∣∣A∣∣2=λ1,λ&lt;br/&gt; text为ATA的最大特征值,谱范数,即A′A矩阵的最大特征值的开平方。matlab调用函数norm(x,2)。 ||A||_2 = \sqrt{\lambda_1},\lambda&lt;br/&gt;\ text{为A^TA的最大特征值,谱范数,即A&#x27;A矩阵的最大特征值的开平方。matlab调用函数norm(x, 2)。}A2=λ1λ<br/> textATAAAmatlabnorm(x,2)

- 函数范数

函数f(x)的2范数是x在区间(a,b)上f(x)的平方的积分再开根号。
2-范数:║A║2=A║A║_2 = AA2=A的最大奇异值 =(maxλi(AH∗A))= ( max{ λi(AH*A) } )=(maxλi(AHA)), 1/2 (欧几里德范数,谱范数,即AHA特征值λi中最大者λ1的平方根,其中AH为A的转置共轭矩阵)。(参考“矩阵范数”的定义)

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