范数理解(0范数,1范数,2范数)

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可以从函数、几何与矩阵的角度去理解范数。

我们都知道,函数与几何图形往往是有对应关系的,这个很好想象,特别是在三维以下的空间内,函数是几何图像的数学概括,而几何图像是函数的高度形象化,比如一个函数对应几何空间上若干点组成的图形。

但当函数与几何超出三维空间时,就难以获得较好的想象,于是就有了映射的概念,映射表达的就是一个集合通过某种关系转为另外一个集合。通常数学书是先说映射,然后再讨论函数,这是因为函数是映射的一个特例。

为了更好的在数学上表达这种映射关系,(这里特指线性关系)于是就引进了矩阵。这里的矩阵就是表征上述空间映射的线性关系。而通过向量来表示上述映射中所说的这个集合,而我们通常所说的基,就是这个集合的最一般关系。于是,我们可以这样理解,一个集合(向量),通过一种映射关系(矩阵),得到另外一个集合(另外一个向量)。
那么向量的范数表示这个原有集合的大小。
矩阵的范数表示这个变化过程的大小的一个度量。

简单说:0范数表示向量中非零元素的个数(即为其稀疏度)。1范数表示为,绝对值之和。而2范数则指模。

  • 向量范数

1-范数: 

《范数理解(0范数,1范数,2范数)》,即向量元素绝对值之和,matlab调用函数norm(x, 1) 。

2-范数:

《范数理解(0范数,1范数,2范数)》,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)。

《范数理解(0范数,1范数,2范数)》-范数:《范数理解(0范数,1范数,2范数)》,即所有向量元素绝对值中的最大值,matlab调用函数norm(x, inf)。

《范数理解(0范数,1范数,2范数)》-范数:《范数理解(0范数,1范数,2范数)》

,即所有向量元素绝对值中的最小值,matlab调用函数norm(x, -inf)。

p-范数:《范数理解(0范数,1范数,2范数)》
,即向量元素绝对值的p次方和的1/p次幂,matlab调用函数norm(x, p)。

  • 矩阵范数

1-范数:《范数理解(0范数,1范数,2范数)》
, 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)。

2-范数:《范数理解(0范数,1范数,2范数)》《范数理解(0范数,1范数,2范数)》为的《范数理解(0范数,1范数,2范数)》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)。

《范数理解(0范数,1范数,2范数)》-范数:《范数理解(0范数,1范数,2范数)》

,行和范数,即所有矩阵行向量绝对值之和的最大值,matlab调用函数norm(A, inf)。

F-范数:《范数理解(0范数,1范数,2范数)》

,Frobenius范数,即矩阵元素绝对值的平方和再开平方,matlab调用函数norm(A, ’fro‘)。

核范数:《范数理解(0范数,1范数,2范数)》是A的奇异值

即奇异值之和。

Lp范数是常用的正则化项,其中L2范数|w|2倾向于w的分量取值尽量均衡,即非零分量个数尽量稠密,而L0范数与L1范数则是倾向于w的分量尽量稀疏,即非零分量个数尽量少。

    原文作者:约瑟夫环问题
    原文地址: https://blog.csdn.net/SusanZhang1231/article/details/52127011
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