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如何證明矩陣的1-範數的公式為:║ a ║ 1 = max {∑

證明矩陣的1-範數的公式是║ a ║ 1 = max {∑| AI1 |,∑| AI2 |,...,∑| ain |},我們可以證明如下:

1.首先,我們需要定義矩陣的1-範數。對於n行m列的矩陣A,其1範數定義為所有列向量的每個元素的絕對值之和的最大值,即:

║A║1 = max{ ∑|aij| },j=1,2,...,m

2.接下來我們需要證明上面的公式等於Max {∑| AI1 |,∑| AI2 |,...,∑| ain |}。對於每個列向量Ai,我們可以將其展開成壹個n維的列向量a=[a1,a2,...,an]T,其中ai表示向量Ai的第I個元素。

3.因為壹個矩陣的列向量與列線性無關,所以我們可以通過線性組合將每個列向量表示為其他列向量的和。例如,對於第壹列向量A1,我們有:

a 1 = a 1e 1+a2e 2+...+阿寧,

其中e1,e2,...,en表示第n維的單位向量。

4.根據絕對不等式,我們可以得到:

|ai1| + |ai2| +...+ |ain| ≤ |a1| + |a2| +...+ |an|

5.由此,我們可以得到:

∑| AIJ | = max {∑| AIJ | }≤∑| ai 1 |+∑| ai2 |+...+ ∑|ain|,

j=1,2,...,m

6.另壹方面,對於每個列向量Ai,我們也有:

∑|aij| ≤ ║A║1,

j=1,2,...,m

即矩陣的1-範數是所有列向量的絕對值之和的上界。

7.因此,我們得出以下結論:

max{ ∑|ai1|,∑|ai2|,……,∑| ain | }≤║a║1≤∑| ai 1 |+∑| ai2 |+...+ ∑|ain|,

j=1,2,...,m

8.根據以上結論,我們可以證明矩陣的1-範數的公式是║ a ║ 1 = max {∑| AI1 |,∑| AI2 |,...,∑| ain |}。