Matrix

為什麼默認矩陣範數是譜範數而不是 Frobenius 範數?

  • August 11, 2016

對於向量範數,L2範數或“歐幾里得距離”是廣泛使用且直觀的定義。但是為什麼矩陣的“最常用”或“默認”範數定義是譜範數,而不是 Frobenius 範數(類似於向量的 L2 範數)?

這是否與迭代算法/矩陣冪有關(如果光譜半徑小於 1,則算法將收斂)?


  1. 像“最常用”、“默認”這樣的詞總是有爭議的。上面提到的“默認”一詞來自Matlabfunction中的默認返回類型normR矩陣的默認範數是 L1 範數。兩者對我來說都是“不自然的”(對於矩陣,這樣做似乎更“自然”就像在向量中一樣)。(感謝@usεr11852 和@whuber 的評論,對造成的混亂表示抱歉。)
  2. 可能是擴展矩陣範數的用法會幫助我理解更多嗎?

一般來說,我不確定光譜範數是最廣泛使用的。例如,Frobenius 範數用於逼近非負矩陣分解相關/協方差矩陣正則化的解。我認為這個問題的一部分源於某些人(包括我自己)在將Frobenius norm稱為Euclidean matrix norm時所做的術語輕罪。我們不應該因為實際上矩陣範數(即譜範數)是在使用矢量範數。Frobenius 範數是元素方面的:,而矩陣範數 () 基於奇異值,因此它更“通用”。(為了更好的任期?)矩陣範數是歐幾里得類型範數,因為它是由歐幾里得向量範數導出的,其中. 因此它是矩陣的誘導範數,因為它是由向量範數**誘導的,在這種情況下矢量範數。

可能MATLAB 旨在提供使用命令時默認為norm norm;因此,它提供了歐幾里得矢量範數,但也提供了矩陣範數,即 譜矩陣範數(而不是錯誤引用的“ Frobenius /Euclidean matrix norm ”)。最後讓我注意,默認規範在某種程度上是一個見仁見智的問題:例如,JE Gentle 的“矩陣代數 - 統計中的理論、計算和應用”字面上有一章 (3.9.2) 名為:“ The Frobenius規範 - “通常”的規範“;很明顯,光譜規範並不是所有各方考慮的默認規範!:) 正如@amoeba 評論的那樣,不同的社區可能有不同的術語約定。不用說,我認為 Gentle 的書是關於Lin. 代數在統計學中的應用,我會提示您進一步研究!

引用自:https://stats.stackexchange.com/questions/229354

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