5.ベクトルと行列のノルム

5.ベクトルと行列のノルム

[行列解析5.4.P11]

5.4.問題115.4.P11\(F^n\) 上のノルム \(\| \cdot \|\) と行列 \(A \in M_n(F)\) が与えられるとき、もし \(A\) が等長写像であれば \(\|Ax\| = \|x\|\) がすべての \...
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[行列解析5.4.P10]

5.4.問題105.4.P10\( \mathbb{C}^n \) 上の 2 つのノルム \(\|\cdot\|_\alpha\) と \(\|\cdot\|_\beta\) があり、ある定数 \(C>0\) で \(\|x\|_\alph...
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[行列解析5.4.P9]

5.4.問題95.4.P9\( \mathbb{R}^n \) または \( \mathbb{C}^n \) 上のノルム \( \| \cdot \| \) と標準基底ベクトル \(e_i\) を考える。なぜ \(\|e_i\|\|e_i\...
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[行列解析5.4.P8]

5.4.問題85.4.P8\( \mathbb{R}^n \) または \( \mathbb{C}^n \) 上の k-ノルムの双対ノルムは次の通りであることを示せ:\|y\|_D^{} = \max \{\|y\|_1, \|y\|_\i...
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[行列解析5.4.P7]

5.4.問題75.4.P7任意の \(x \in \mathbb{C}^n\) に対して、\(\|x\|_\infty = \lim_{p \to \infty} \|x\|_p\) を示せ。もし \(|x| > 0\) なら、\(\lim...
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[行列解析5.4.P6]

5.4.問題65.4.P6完備な実または複素ベクトル空間 \(V\) と、\(V\) 内の与えられた数列 \(\{x(k)\}\)、および \(V\) 上の与えられたノルム \( \| \cdot \| \) を考える。もしある \(M \...
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[行列解析5.4.P5]

5.4.問題55.4.P5式 (5.4.2) の関数 \( f_k \) は次の性質を持つことを示せ:各 \( x \) に対して \( f(x) \to 0 \)、さらに \( \|f_k - f_j\|_1 \to 0 \) (\( k...
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[行列解析5.4.P4]

5.4.問題45.4.P4実または複素ベクトル空間上の二つのノルムは、式 (5.4.5) のように二つの定数と不等式によって関係づけられるとき、等価であることを示せ。
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[行列解析5.4.P3]

5.4.問題35.4.P3\( 1 \le p_1 \lt p_2 \lt \infty \) の場合、\( \mathbb{C}^n \) または \( \mathbb{R}^n \) 上の対応する \( l_p \)-ノルム間の最適境界...
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[行列解析5.4.P2]

5.4.問題25.4.P2\( C_m(\|\cdot\|_\alpha, \|\cdot\|_\gamma) \) の境界を、\( C_m(\|\cdot\|_\alpha, \|\cdot\|_\beta) \) および \( C_m(...
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[行列解析5.4.P1]

5.4.問題15.4.P1式 (5.4.5) が次のように同値に表される理由を説明せよ:C_m(\|\cdot\|_\alpha, \|\cdot\|_\beta) \\\le \frac{\|x\|_\beta}{\|x\|_\alpha...
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[行列解析5.4]問題集

5.4.問題集5.4.P1式 (5.4.5) が次のように同値に表される理由を説明せよ:C_m(\|\cdot\|_\alpha, \|\cdot\|_\beta) \\\le \frac{\|x\|_\beta}{\|x\|_\alpha...
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[行列解析5.4.19]定理:絶対ノルムとその双対ノルムの性質

5.4.19定理 5.4.19. \( V = F^n \)(\( F = \mathbb{R} \) または \( \mathbb{C} \))上のノルム \(\|\cdot\|\) について次が成り立つ:(a) \(\|\cdot\|\...
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[行列解析5.4.18]定義:ベクトルの絶対値と単調・絶対ノルム

5.4.18定義 5.4.18. \( x = \in V = F^n \)(\( F = \mathbb{R} \) または \( \mathbb{C} \))に対して、ベクトルの成分ごとの絶対値を \( |x| = \) と表す。ここで...
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[行列解析5.4.17]定理:ノルムとその双対ノルムの関係

5.4.17定理 5.4.17. \( V = F^n \)(\( F = \mathbb{R} \) または \( \mathbb{C} \))上のノルム \( \|\cdot\| \) が与えられ、定数 \( c > 0 \) が与えら...
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[行列解析5.4.16]補題:プレノルムのスカラー倍と順序関係

5.4.16補題 5.4.16. \( V = F^n \)(\( F = \mathbb{R} \) または \( \mathbb{C} \))上の前ノルム \( f(\cdot) \) および \( g(\cdot) \) が与えられ、...
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[行列解析5.4.13]プレノルムの双対ノルムと一般化されたコーシー–シュワルツ不等式

5.4.13補題 5.4.13. \( V = F^n \)(\( F = \mathbb{R} \) または \( \mathbb{C} \))上のプレノルム \( f(\cdot) \) に対して、任意の \( x, y \in V \...
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[行列解析5.4.12]プレノルムの双対ノルムとその性質

5.4.12定義 5.4.12. \( V = F^{n} \)(\( F = \mathbb{R} \) または \( \mathbb{C} \))上のプレノルム \( f(\cdot) \) に対して、次の関数を 双対ノルム と呼ぶ:f...
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[行列解析5.4.11]完備性と関数空間におけるコーシー列の例

5.4.11定義 5.4.11. ノルム付き線形空間 \( V \) が、そのノルム \(\|\cdot\|\) に関して完備であるとは、\( V \) 内の任意のコーシー列が必ず \( V \) の点に収束することをいう。演習問題. ベク...
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[行列解析5.4.10]有限次元ベクトル空間におけるコーシー列と収束の定理

5.4.10定理 5.4.10. 有限次元の実または複素ベクトル空間 \( V \) 上に与えられたノルム \(\|\cdot\|\) を考える。ベクトルの数列 \(\{x^{(k)}\}\) が \( V \) のあるベクトルに収束するの...
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[行列解析5.4.9]コーシー列の定義

5.4.9定義 5.4.9. ベクトル空間 \( V \) における数列 \(\{x^{(k)}\}\) が、あるノルム \(\|\cdot\|\) に関してコーシー列であるとは、任意の \(\varepsilon \gt 0\) に対して...
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[行列解析5.4.8]コンパクト性と収束判定基準に関する系と考察

5.4.8系 5.4.8. \( V = F^n \) (ただし \( F = \mathbb{R} \) または \( \mathbb{C} \))とし、\( f(\cdot) \) を \( V \) 上のプレノルムまたはノルムとする。...
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[行列解析5.4.7]ノルムの同値性と有限次元空間における収束の特徴

ノルムの同値性と有限次元空間における収束の特徴ノルムの同値性の定義実または複素ベクトル空間上の2つのノルムが同値であるとは、あるベクトル列 \(\{x^{(k)}\}\) があるノルムに関してベクトル \(x\) に収束するとき、他方のノル...
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[行列解析5.4.6]有限次元ベクトル空間におけるノルムの独立性と極限の一致

5.4.6系 5.4.6. 有限次元の実または複素ベクトル空間 \(V\) 上のノルム \( \lVert \cdot \rVert_{\alpha} \) と \( \lVert \cdot \rVert_{\beta} \) を考える。...
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[行列解析5.4.5]有限次元ベクトル空間におけるノルムの同値性とその帰結

5.4.5系 5.4.5. 有限次元の実または複素ベクトル空間 \(V\) 上に与えられたノルム \( \lVert \cdot \rVert_{\alpha} \) と \( \lVert \cdot \rVert_{\beta} \) ...
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[行列解析5.4.4]定理: 有限次元空間における関数の比較とプレノルム

5.4.4定理 5.4.4. \(f_{1}, f_{2}\) を体 \(F\)(\(F = \mathbb{R}\) または \(\mathbb{C}\))上の有限次元ベクトル空間 \(V\) 上で定義された実数値関数とする。\(B = ...
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[行列解析5.4.3]補題:線形結合で定義される関数の一様連続性

5.4.3この補題では、与えられたベクトル空間内の有限個のベクトルを用いて定義される関数が、一様連続であることを示します。補題 5.4.3. \( \| \cdot \| \) を体 \(F\) (\(F = \mathbb{R}\) また...
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[行列解析5.4.2]関数列とノルムの違いによる収束性の例

5.4.2ここでは、関数列の収束性がノルムによってどのように異なるかを示す具体例を紹介します。有限次元の場合とは異なり、無限次元の空間では直感に反する現象が現れることがあります。例 5.4.2. 区間 \(\) 上の実数値または複素数値連続...
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[行列解析5.4.1]ノルム付き線形空間における数列の収束と一意性

5.4.1定義 5.4.1. 実または複素ベクトル空間 \(V\) にノルム \( \lVert \cdot \rVert \) が与えられているとする。ベクトルの数列 \(\{x^{(k)}\}\) がベクトル \(x \in V\) に...
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[行列解析5.4]ノルムの解析的性質

5.45.4 ノルムの解析的性質前の2つの節の例からわかるように、実または複素ベクトル空間上の多くの実数値関数がノルムの公理を満たすことができる。これは良いことであり、なぜなら目的によっては、あるノルムが別のノルムよりも便利であったり適切で...