2范数小于等于1范数的证明
时间: 2023-09-26 13:09:04 浏览: 706
几个范数不等式的证明.pdf
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假设有一个向量x,其2范数小于等于1,即||x||2 <= 1。
根据定义,2范数的平方为所有元素的平方和,即||x||2^2 = ∑(xi^2),其中i从1到n,n是向量x的维度。
同样地,1范数为所有元素的绝对值之和,即||x||1 = ∑(|xi|)。
我们可以通过柯西-施瓦茨不等式来证明2范数小于等于1范数。柯西-施瓦茨不等式指出,对于任意两个向量u和v,有:
|u·v| <= ||u||2 * ||v||2,
其中u·v表示向量u和v的内积,||u||2表示向量u的2范数,||v||2表示向量v的2范数。
将u和v都设为向量x,则有:
|x·x| <= ||x||2 * ||x||2,
即x·x <= ||x||2^2,因为x·x = ||x||2^2。
又因为x的每个元素的绝对值不大于其平方,即|xi| <= xi^2,因此:
∑(|xi|) <= ∑(xi^2) = ||x||2^2
将上面两个不等式结合起来,我们得到:
||x||1 <= ||x||2^2,
即1范数小于等于2范数的平方。
因为||x||2 <= 1,所以||x||2^2 <= 1,因此:
||x||1 <= 1,
即1范数小于等于1。因此,我们证明了2范数小于等于1范数。
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