各类范数定义(4 页)Good is good, but better carries it
精益求精,善益求善
范数的定义 设 X 是数域 K 上线性空间,称║˙║为 X 上的范数(norm),若它满足: 1
正定性:║x║≥0,且║x║=0 x=0; 2
齐次性:║cx║=│c│║x║; 3
次可加性(三角不等式):║x+y║≤║x║+║y║
注意到║x+y║≤║x║+║y║中如令 y=-x,再利用║-x║=║x║可以得到║x║≥0,即║x║≥0 在定义中不是必要的
假如线性空间上定义了范数,则称之为赋范线性空间
注记:范数与内积,度量,拓扑是相互联系的
利用范数可以诱导出度量:d(x,y)=║x-y║,进而诱导出拓扑,因此赋范线性空间是度量空间
但是反过来度量不一定可以由范数来诱导
假如赋范线性空间作为(由其范数自然诱导度量 d(x,y)=║x-y║的)度量空间是完备的,即任何柯西(Cauchy)序列在其中都收敛,则称这个赋范线性空间为巴拿赫(Banach)空间
利用内积可以诱导出范数:║x║=^{1/2}
反过来,范数不一定可以由内积来诱导
当范数满足平行四边形公式║x+y║^2+║x-y║^2=2(║x║^2+║y║^2)时,这个范数一定可以由内积来诱导
完备的内积空间成为希尔伯特(Hilbert)空间
假如去掉范数定义中的正定性,那么得到的泛函称为半范数(seminorm 或者叫准范数),相应的完备空间称为 Fréchet 空间
对于 X 上的两种范数║x║α,║x║β,若存在正常数 C 满足 ║x║β≤C║x║α 那么称║x║β 弱于║x║α
假如║x║β 弱于║x║α 且║x║α 弱于║x║β,那么称这两种范数等价
可以证明,有限维空间上的范数都等价,无限维空间上至少有阿列夫 1(实数集的基数)种不等价