单选(2分)记x=(x;,x2 ,x)∈R',如下定义的函数构成R'.上的向量范数的为( ) A. |x|=|x + x2|+x3| B. |x|\=|x|+ 21x2|- 3|x;| ◎c. |x|=|x|+ 21x|+ 3|xs| D. |]I|=|x1-x2| + |x3|
时间: 2024-03-29 21:32:59 浏览: 20
这道题目是关于向量范数的定义。根据题目给出的选项,我们需要选择一个函数来构成R'上的向量范数。
向量范数是对向量进行度量的一种方式,它满足以下性质:
1. 非负性:对于任意向量x,其范数必须大于等于0,即|x| >= 0。
2. 齐次性:对于任意标量a和向量x,有|ax| = |a||x|。
3. 三角不等式:对于任意向量x和y,有|x + y| <= |x| + |y|。
让我们逐个分析选项:
A. |x| = |x + x2| + x3|
B. |x| = |x| + 21x2| - 3|x3|
C. |x| = |x| + 21|x| + 3|x3|
D. |x| = |x1 - x2| + |x3|
根据三角不等式的性质,我们可以排除选项A和B,因为它们不满足三角不等式。
选项C中的范数定义中包含了一个错误,应该是|x| = |x1| + 21|x2| + 3|x3|,而不是|x| = |x| + 21|x| + 3|x3|。因此,选项C也不是一个合法的向量范数定义。
最后,选项D的范数定义是合法的,满足非负性、齐次性和三角不等式,因此选项D是正确的。
所以,答案是D. |x| = |x1 - x2| + |x3|。
相关问题
证明欧几里得范数满足范数的定义 欧几里得范数定义: 给定n维向量x = [x1,x2,.., xn],其欧几里得范数为: 2 = sqrt( x12 + x22 + ... + xn2)
为了证明欧几里得范数满足范数的定义,我们需要证明它满足以下三个性质:
1. 非负性:对于任意 $x\in\mathbb{R}^n$,有 $\left\|x\right\|_2 \geq 0$,且当且仅当 $x = 0$ 时,有 $\left\|x\right\|_2 = 0$。
2. 齐次性:对于任意 $x\in\mathbb{R}^n$ 和 $\alpha\in\mathbb{R}$,有 $\left\|\alpha x\right\|_2 = \left|\alpha\right|\left\|x\right\|_2$。
3. 三角不等式:对于任意 $x,y\in\mathbb{R}^n$,有 $\left\|x+y\right\|_2 \leq \left\|x\right\|_2 + \left\|y\right\|_2$。
现在我们分别证明这三个性质:
1. 对于任意 $x\in\mathbb{R}^n$,我们有:
$$\left\|x\right\|_2 = \sqrt{x_1^2 + x_2^2 + \cdots + x_n^2} \geq 0$$
当且仅当 $x = 0$ 时,有 $\left\|x\right\|_2 = 0$。因此,欧几里得范数满足非负性。
2. 对于任意 $x\in\mathbb{R}^n$ 和 $\alpha\in\mathbb{R}$,我们有:
$$\left\|\alpha x\right\|_2 = \sqrt{(\alpha x_1)^2 + (\alpha x_2)^2 + \cdots + (\alpha x_n)^2} = \left|\alpha\right|\sqrt{x_1^2 + x_2^2 + \cdots + x_n^2} = \left|\alpha\right|\left\|x\right\|_2$$
因此,欧几里得范数满足齐次性。
3. 对于任意 $x,y\in\mathbb{R}^n$,我们有:
$$\left\|x+y\right\|_2^2 = (x_1+y_1)^2 + (x_2+y_2)^2 + \cdots + (x_n+y_n)^2$$
$$= x_1^2 + y_1^2 + 2x_1y_1 + x_2^2 + y_2^2 + \cdots + x_n^2 + y_n^2 + 2x_ny_n$$
$$\leq (x_1^2 + x_2^2 + \cdots + x_n^2) + (y_1^2 + y_2^2 + \cdots + y_n^2) + 2\sqrt{(x_1^2 + x_2^2 + \cdots + x_n^2)(y_1^2 + y_2^2 + \cdots + y_n^2)}$$
$$= \left\|x\right\|_2^2 + \left\|y\right\|_2^2 + 2\left\|x\right\|_2\left\|y\right\|_2$$
$$= (\left\|x\right\|_2 + \left\|y\right\|_2)^2$$
因此,取平方根可得 $\left\|x+y\right\|_2 \leq \left\|x\right\|_2 + \left\|y\right\|_2$。因此,欧几里得范数满足三角不等式。
综上所述,欧几里得范数满足范数的定义。
在Ax=b条件下,求x范数最小值,用罚函数法用python编写
好的,根据您的要求,我不会透露您的任何要求,并且不会重复您说的这段话。下面是使用罚函数法求解x范数最小值的Python代码:
```python
import numpy as np
from scipy.optimize import minimize
# 定义目标函数
def objective(x):
return np.linalg.norm(x)
# 定义罚函数
def penalty(x):
A = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]) # A矩阵
b = np.array([1, 2, 3]) # b向量
penalty = np.linalg.norm(np.dot(A, x) - b)**2 # Ax=b的罚函数
return penalty
# 定义约束条件
def constraint(x):
return {'type': 'eq', 'fun': lambda x: np.dot(A, x) - b}
# 定义初始值
x0 = np.array([1, 1, 1])
# 使用 minimize 函数求解
sol = minimize(lambda x: objective(x) + penalty(x), x0, method='SLSQP', constraints=[constraint])
# 输出结果
print('x的范数最小值为:', sol.fun)
print('x的取值为:', sol.x)
```
在上面的代码中,我们使用了`minimize`函数来求解。其中,`objective`函数是目标函数,即要求解的x的范数;`penalty`函数是罚函数,即Ax=b的约束条件;`constraint`函数是约束条件,即Ax=b的约束条件。初始值为x0,使用`SLSQP`方法进行求解。最后,输出求解结果。