5.ベクトルと行列のノルム

5.5.問題105.5.P10 \(V = \mathbb{R}^n\) または \(\mathbb{C}^n\) とし、\(k \in \{1, \dots, n\}\) とする。次のノルムを定義せよ：\|\cdot\|^{(k)} = ...

5.5.問題95.5.P9 \(\|\cdot\|\) を \(\mathbb{F}^n\) (\(\mathbb{R}^n\) または \(\mathbb{C}^n\)) 上の絶対ノルムとし、\(z = \in \mathbb{F}^n\...

5.5.問題85.5.P8 \(f(\cdot)\) を \(\mathbb{R}^n\) または \(\mathbb{C}^n\) 上のプレノルムとする。このとき、\(f^{DD}(\cdot)\) が \(f(\cdot)\) 以下で一...

5.5.問題75.5.P7 \(\|\cdot\|_{\alpha}\) および \(\|\cdot\|_{\beta}\) をベクトル空間上のノルムとし、\|x\| = \max \{ \|x\|_{\alpha}, \|x\|_{\be...

5.5.問題65.5.P6 \(x = \in \mathbb{R}^2\) に対して \(f(x) = |x_2|\) と定義する。このとき、\(f\) が \(\mathbb{R}^2\) 上のセミノルムであることを示せ。また、B = ...

5.5.問題55.5.P5 (5.5.8) において、\(\dim V = 0\) の場合はどうなるか。

5.5.問題4.5.P4 \(V\) を実または複素のベクトル空間とし、\(\|\cdot\|\) をそのノルムとする。集合 \(S\) がコンパクトであるとき、\(S\) が閉かつ有界であることを示せ。さらに、与えられた無限列 \(\{x...

5.5.問題35.5.P3 ノルム付き線形空間において、開かつ閉である集合の例を挙げよ。また、開でも閉でもない集合の例を挙げよ。

5.5.問題25.5.P2 ノルム付き線形空間における集合 \(S\) の各点は \(S\) の極限点であることを示せ。したがって、\(S\) の閉包は \(S\) の極限点の集合に等しいことを示せ。

5.5.問題15.5.P1 ノルム付き線形空間において、集合が閉じているのは、それがすべての極限点を含む場合であることを示せ。

5.5.問題集5.5.P1 ノルム付き線形空間において、集合が閉じているのは、それがすべての極限点を含む場合であることを示せ。5.5.P2 ノルム付き線形空間における集合 \(S\) の各点は \(S\) の極限点であることを示せ。したがっ...

5.5.11系 5.5.11. \(\mathbb{R}^n\) または \(\mathbb{C}^n\) 上の絶対ノルムは単調である。証明\(\|\cdot\|\) を \(F^n\) 上の絶対ノルムとする。定理 5.4.19(b) より...

5.5.9定理 5.5.9（双対定理）. \(V = \mathbb{R}^n\) または \(\mathbb{C}^n\) 上のプレノルム \(f\) を考える。\(f^D\) を \(f\) の双対ノルム、\(f^{DD}\) を \(...

5.5.8定理 5.5.8. 正の次元をもつ有限次元の実または複素ベクトル空間 \(V\) における集合 \(B\) がノルムの単位球であるのは、次の条件をすべて満たす場合、かつその場合に限る：(i) \(B\) はコンパクトである、(ii...

5.5.7観察 5.5.7. ノルムの単位球は凸集合である。すなわち、もし \(\lVert x \rVert \leq 1\)、\(\lVert y \rVert \leq 1\)、かつ \(\alpha \in \) のとき、次が成り立...

5.5.6観察 5.5.6. 有限次元ベクトル空間におけるノルムの単位球はコンパクトである。これは有界であり、またノルムが常に連続関数であるため閉集合でもあるからである。有限次元の場合、閉かつ有界な集合はコンパクトであるが、この性質は無限次...

5.5.5観察 5.5.5. ノルムの単位球は「平衡」である。すなわち、もし \(x\) が単位球に含まれるなら、任意のスカラー \(\alpha\) に対して \(|\alpha| = 1\) であれば、\(\alpha x\) も単位球...

5.5.4観察 5.5.4. 実または複素ベクトル空間 \(V\) 上のノルム \( \lVert \cdot \rVert \) が正の次元をもつとき、0 は単位球 \( B_{\lVert \cdot \rVert} \) の内部点であ...

5.5.3定義 5.5.3. 実または複素ベクトル空間 \(V\) にノルム \(\| \cdot \|\) が与えられているとする。\(S\) を \(V\) の部分集合とする。\(x \in S\) が \(S\) の内点であるとは、あ...

5.5.2定義 5.5.2. ノルムの単位球が多面体であるとき、そのノルムを多面体ノルムという。演習: どの \( l_p \)-ノルムが多面体ノルムであるかを答えよ。演習: \(\| \cdot \|\) が多面体ノルムであり、かつ \(...

5.5.1定義 5.5.1 実または複素ベクトル空間 \(V\) 上のノルム \(\| \cdot \|\)、点 \(x \in V\)、および正の数 \(r > 0\) が与えられているとする。半径 \(r\) のボールとは次の集合である...

5.4.注記さらに詳しく知りたい場合は、Householder (1964) における双対ノルムに関する情報を参照せよ。プレノルムの双対がノルムとなるという考えは J. von Neumann によるもので、彼はゲージ関数（現在の対称絶対ノ...

5.4.問題185.4.P18ノルム \(\| \cdot \|\) 上で、線形独立な \(x_1, \dots, x_n \in V\) を考える。ある \(\epsilon \gt 0\) が存在して、すべての \(i = 1, \do...

5.4.問題175.4.P17 プレノルム \(f(\cdot)\) を \( \mathbb{R}^n \) または \( \mathbb{C}^n \) 上で考える。次を示せ:f^D(y) = \max_{f(x) \le 1} \ma...

5.4.問題165.4.P16ノルム \(\| \cdot \|\) 上で、\max_{x \neq 0} (\|x\|_D / \|x\|) = \\\max_{\|x\|=1} \max_{\|y\|=1} (\|x\|_2^2)^* ...

5.4.問題155.4.P15テキストで与えられたプレノルムの例 \(f(x) = (\|x\|_\alpha \|x\|_\beta)^{1/2}\)、\(\|x\|_\alpha = \|^T\|_\infty\)、\(\|x\|_\b...

5.4.問題145.4.P14関数 \(f : \mathbb{R}^2 \to \mathbb{R}\) を \(f(x) = |x_1 x_2|^{1/2}\) とする。このとき集合 \(\{x : f(x) = 1\}\) はコンパク...

5.4.問題135.4.P13\(1 \le p \le \infty\) かつ \(p \neq 2\) の場合、行列 \(A \in M_n(F)\) は lp-ノルムの等長写像であることと、ユニタリ一般置換行列であることが同値であるこ...

5.4.問題125.4.P12ノルム \(\| \cdot \|\) 上で、もし \(A \in M_n\) が等長写像なら、\(A^*\) は双対ノルム \(\| \cdot \|_D\) に対する等長写像であることを示せ。これにより、双...