【数学知识】||x||(范数 norm)
1. 范數(shù)的含義與定義
范數(shù)(norm)是數(shù)學中的一種基本概念,是具有“長度”概念的函數(shù)。
??在泛函分析中,它定義在賦范線性空間中,并滿足一定的條件,即①非負性;②齊次性;③三角不等式。它常常被用來度量某個向量空間(或矩陣)中的每個向量的長度或大小。
??在線性代數(shù)、泛函分析及相關的數(shù)學領域,范數(shù)是一個函數(shù),是矢量空間內的所有矢量賦予非零的正長度或大小。半范數(shù)可以為非零的矢量賦予零長度。
2. 常見范數(shù)
2.1 向量范數(shù)
通俗的理解,向量范數(shù)就是在這個向量空間中向量的大小
一般向量范數(shù)常使用L-P范數(shù)
其通用公式為:
注意,上述公式中Xi外應該有絕對值符號。
聰明的你應該已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了:
??L0范數(shù)表示向量中非零元素個數(shù)
??L1范數(shù)表示向量元素絕對值之和,L1范數(shù)有很多的名字,例如我們熟悉的曼哈頓距離、最小絕對誤差等。使用L1范數(shù)可以度量兩個向量間的差異,如絕對誤差和(Sum of Absolute Difference)
??由于L1范數(shù)的天然性質,對L1優(yōu)化的解是一個稀疏解,因此L1范數(shù)也被叫做稀疏規(guī)則算子。通過L1可以實現(xiàn)特征的稀疏,去掉一些沒有信息的特征,例如在對用戶的電影愛好做分類的時候,用戶有100個特征,可能只有十幾個特征是對分類有用的,大部分特征如身高體重等可能都是無用的,利用L1范數(shù)就可以過濾掉。
??L2范數(shù)讓人想到歐幾里得距離,L2范數(shù)通常會被用來做優(yōu)化目標函數(shù)的正則化項,防止模型為了迎合訓練集而過于復雜造成過擬合的情況,從而提高模型的泛化能力。
??L∞通常用來度量元素的最大值。
2.2 矩陣范數(shù)
矩陣可以看作向量空間上的一次向量的線性變換,矩陣范數(shù)就是用來衡量變化幅度大小的。
2.2.1 誘導范數(shù)
由向量范數(shù)的L-P范數(shù)誘導而來,故曰誘導范數(shù)
列和范數(shù),即所有矩陣列向量絕對值之和的最大值
譜范數(shù),即ATA矩陣的最大特征值的開平方。(快去復習矩陣特征值怎么求)
行和范數(shù),即所有矩陣行向量絕對值之和的最大值。
2.2.2 非誘導范數(shù)
Frobenius范數(shù),即矩陣元素絕對值的平方和再開平方(上圖公式漏了絕對值的平方,百度害人)
核范數(shù),是指矩陣奇異值的和(快去復習什么叫矩陣奇異值)
作用:約束低秩
https://www.zhihu.com/question/26471536
總結
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