行列解析

5.ベクトルと行列のノルム

[行列解析5.4.P16]

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.ベクトルと行列のノルム

[行列解析5.4.P15]

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.ベクトルと行列のノルム

[行列解析5.4.P14]

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.ベクトルと行列のノルム

[行列解析5.4.P13]

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.ベクトルと行列のノルム

[行列解析5.4.P12]

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...
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 \...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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\...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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 \...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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。
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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(...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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\|\...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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、...
5.ベクトルと行列のノルム

[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 \...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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。...
5.ベクトルと行列のノルム

[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...
5.ベクトルと行列のノルム

[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。...
5.ベクトルと行列のノルム

[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 \( \lVert \cdot \rVert_{\beta} \) ...