範數對於數學的意義?1範數 2範數 無窮範數

2021-09-25 09:10:46 字數 1490 閱讀 2926

要更好的理解範數,就要從函式、幾何與矩陣的角度去理解,我盡量講的通俗一些。

我們都知道,函式與幾何圖形往往是有對應的關係,這個很好想象,特別是在三維以下的空間內,函式是幾何影象的數學概括,而幾何影象是函式的高度形象化,比如乙個函式對應幾何空間上若干點組成的圖形。

但當函式與幾何超出三維空間時,就難以獲得較好的想象,於是就有了對映的概念,對映表達的就是乙個集合通過某種關係轉為另外乙個集合。通常數學書是先說對映,然後再討論函式,這是因為函式是對映的乙個特例。

為了更好的在數學上表達這種對映關係,(這裡特指線性關係)於是就引進了矩陣。這裡的矩陣就是表徵上述空間對映的線性關係。而通過向量來表示上述對映中所說的這個集合,而我們通常所說的基,就是這個集合的最一般關係。於是,我們可以這樣理解,乙個集合(向量),通過一種對映關係(矩陣),得到另外乙個幾何(另外乙個向量)。

那麼向量的範數,就是表示這個原有集合的大小。

而矩陣的範數,就是表示這個變化過程的大小的乙個度量。

那麼說到具體幾幾範數,其不過是定義不同,乙個矩陣範數往往由乙個向量範數引出,我們稱之為運算元範數,其物理意義都如我上述所述。

以上符合知乎回答問題的方式。

0範數,向量中非零元素的個數。

1範數,為絕對值之和。

2範數,就是通常意義上的模。

無窮範數,就是取向量的最大值。

具體怎麼用,看不同的領域,看你來自計算機領域 用的比較多的就是迭代過程中收斂性質的判斷,如果理解上述的意義,在計算機領域,一般迭代前後步驟的差值的範數表示其大小,常用的是二範數,差值越小表示越逼近實際值,可以認為達到要求的精度,收斂。

總的來說,範數的本質是距離,存在的意義是為了實現比較。比如,在一維實數集合中,我們隨便取兩個點4和9,我們知道9比4大,但是到了二維實數空間中,取兩個點(1,1)和(0,3),這個時候我們就沒辦法比較它們之間的大小,因為它們不是可以比較的實數,於是我們引入範數這個概念,把我們的(1,1)和(0,3)通過範數分別對映到實數\sqrt 和 3 ,這樣我們就比較這兩個點了。所以你可以看到,範數它其實是乙個函式,它把不能比較的向量轉換成可以比較的實數。

在上面的例子裡,我們用的範數是平方求和然後再開方,範數還有很多其他的型別,這個就要看具體的定義了,理論上我們也可以把範數定義為只比較x軸上數字的絕對值。

ps:我這裡說的是向量範數。?

什麼一範數二範數也是用來度量乙個整體,比如兩個個班的人比較高度,你可以用班裡面最高的人(無窮範數)去比較,也可以用班裡所有人的身高總和比較(一範數),也可以求平均(幾何平均?忘記了。。)(類似二範數)。

舉乙個簡單的例子,乙個二維度的歐氏幾何空間 r ^2就有歐氏範數。在這個向量空間的元素(譬如:(3,7))常常在笛卡兒座標系統被畫成乙個從原點出發的箭號。每乙個向量的歐氏範數就是箭號的長度。

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0 範數 1 範數 2 範數有什麼區別?

1.來自ji weiwei的回答 你是問向量範數還是矩陣範數?要更好的理解範數,就要從函式 幾何與矩陣的角度去理解,我盡量講的通俗一些。我們都知道,函式與幾何圖形往往是有對應的關係,這個很好想象,特別是在三維以下的空間內,函式是幾何影象的數學概括,而幾何影象是函式的高度形象化,比如乙個函式對應幾何空...