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矩陣範數


給定一個方陣 矩陣或 矩陣 A,矩陣範數 ||A|| 是與 A 相關的非負數,具有以下性質

1. ||A||>0A!=0 時 ||A||>0,||A||=0 當且僅當 A=0 時 ||A||=0,

2. ||kA||=|k|||A|| 對於任何標量 k,||kA||=|k|||A||,

3. ||A+B||<=||A||+||B||,

4. ||AB||<=||A||||B||.

lambda_1, ..., lambda_nA特徵值,則

 1/(||A^(-1)||)<=|lambda|<=||A||.
(1)

矩陣 p-範數對於實數 1<=p<=infty 和矩陣 A 定義為

 ||A||_p=max_(x s.t. |x|_p=1)|Ax|_p,
(2)

其中 |x|_p向量範數。對於 p>1,計算矩陣 p-範數的任務是困難的,因為它是一個帶有約束的非線性最佳化問題。

矩陣範數實現為範數[m, p],其中 p 可以是 1, 2,無窮, 或"弗羅貝尼烏斯".

最大絕對列和範數 ||A||_1 定義為

 ||A||_1=max_(j)sum_(i=1)^n|a_(ij)|.
(3)

譜範數 ||A||_2,它是 A^(H)A 的最大特徵值平方根(其中 A^(H)共軛轉置),

 ||A||_2=(maximum eigenvalue of A^(H)A)^(1/2)
(4)

通常被稱為“矩陣範數”。

最大絕對行和範數定義為

 ||A||_infty=max_(i)sum_(j=1)^n|a_(ij)|.
(5)

||A||_1, ||A||_2, 和 ||A||_infty 滿足不等式

 ||A||_2^2<=||A||_1||A||_infty.
(6)

另請參閱

相容的, 弗羅貝尼烏斯範數, 希爾伯特-施密特範數, 最大絕對列和範數, 最大絕對行和範數, 自然範數, 範數, 多項式範數, 譜範數, 譜半徑, 向量範數

使用 探索

參考文獻

Gradshteyn, I. S. 和 Ryzhik, I. M. 積分表、級數表和乘積表,第 6 版 San Diego, CA: Academic Press, 頁 1114-1125, 2000.Higham, N. "估計矩陣 p-範數。" Numer. Math. 62, 539-555, 1992.Higham, N. J. "矩陣範數。" §6.2 在 數值演算法的精度和穩定性。 Philadelphia: Soc. Industrial and Appl. Math., 1996.Horn, R. A. 和 Johnson, C. R. "向量和矩陣的範數。" 第 5 章 在 矩陣分析。 Cambridge, England: Cambridge University Press, 1990.

在 中被引用

矩陣範數

請這樣引用

Weisstein, Eric W. "矩陣範數。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/MatrixNorm.html

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