7. 向量范数

一、观察如下演绎

0 范数:向量中非零元素的个数
1 范数:对向量中各元素的绝对值,求和,再求其 1 次幂
2 范数:对向量中各元素的绝对值,求平方和,再求其 1/2 次幂
... 
p 范数:对向量中各元素的绝对值,求 p 次方和,再求其 1/p 次幂


二. 观察上面的现象

效果上、我们是将一个向量转化为了一个实数
其实呢、范数的本质就是一种距离
向量范数存在的意义在于、实现向量之间的比较


三. 举个例子

一维实数空间 R 中,对于两个实数,比如 20、30,我们可以直接判断出孰大孰小
到了二维实数空间 ,对于两个向量 (1, 3)、(0, 5)
我们没法直接判断这两个向量的大小、于是乎引入了范数的这个概念
范数把不能直接比较的两个向量,转化成了可对比的实数


四. 归纳

那么、可以把范数理解为一种函数、一种映射
进一步、这里的 0 范数1 范数2 范数、...、p 范数
就相当于了对向量做各种考量的函数转化


五、数学表达

1 范数

2 范数

p 范数

六、举例

基于上面的理解
对于向量 X = ( 5, -6, -8, 10 )
1. 向量的 1 范数为各个元素的绝对值之和,即为 29
2. 向量的 2 范数为各个元素的平方和,再开 2 次方,即为 15 
3. 向量的 正无穷范数为各个元素的绝对值中最大的,即为 10
4. 向量的 负无穷范数为各个元素的绝对值中最小的,即为 5

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