範數的計算方法取決於範數的類型,以下是一些常見範數的計算方法:
L-2範數(也稱爲歐幾里得範數):
計算公式:\(L-2範數 = \sqrt{x_1^2 + x_2^2 + \ldots + x_n^2}\)
解釋:L-2範數計算的是向量到原點的距離,即向量的“模”(Magnitude)。
L-1範數(也稱爲曼哈頓範數):
計算公式:\(L-1範數 = |x_1| + |x_2| + \ldots + |x_n|\)
解釋:L-1範數計算的是向量中所有元素的絕對值之和。
L-P範數(其中 \(0 < p < \infty\)):
計算公式:\(L-P範數 = (|x_1|^p + |x_2|^p + \ldots + |x_n|^p)^{\frac{1}{p}}\)
解釋:L-P範數是L-1範數和L-2範數的一般化形式,通過改變p的值可以得到不同的範數。
L-0範數(向量中非零元素的個數):
解釋:L-0範數計算的是向量中非零元素的個數,它常用於稀疏表示中。
矩陣範數(以2-範數爲例):
計算公式:\(2-範數 = \sqrt{\lambda_{max}(A^TA)}\),其中 \(\lambda_{max}\) 表示矩陣的最大特徵值。
解釋:矩陣的2-範數等於矩陣的最大奇異值,也等於矩陣轉置乘以矩陣的最大特徵值的平方根。
以上各種範數的計算方法展示了範數在數學和工程應用中的多樣性和重要性。