python Numpy中求向量和矩阵的范数
np.linalg.norm(求范數):linalg=linear(線性)+algebra(代數),norm則表示范數。
函數參數
?
x_norm=np.linalg.norm(x, ord=None, axis=None, keepdims=False)?
①x: 表示矩陣(也可以是一維)
②ord:范數類型
向量的范數:
矩陣的范數:
ord=1:列和的最大值
ord=2:|λE-ATA|=0,求特征值,然后求最大特征值得算術平方根
ord=∞:行和的最大值
③axis:處理類型
axis=1表示按行向量處理,求多個行向量的范數
axis=0表示按列向量處理,求多個列向量的范數
axis=None表示矩陣范數。
④keepding:是否保持矩陣的二維特性
True表示保持矩陣的二維特性,False相反
向量范數:
1-范數:,即向量元素絕對值之和,matlab調用函數norm(x, 1)?。
2-范數:,Euclid范數(歐幾里得范數,常用計算向量長度),即向量元素絕對值的平方和再開方,matlab調用函數norm(x, 2)。
∞-范數:,即所有向量元素絕對值中的最大值,matlab調用函數norm(x, inf)。
-∞-范數:,即所有向量元素絕對值中的最小值,matlab調用函數norm(x, -inf)。
p-范數:,即向量元素絕對值的p次方和的1/p次冪,matlab調用函數norm(x, p)。
矩陣范數:
1-范數:, 列和范數,即所有矩陣列向量絕對值之和的最大值,matlab調用函數norm(A, 1)。
2-范數:,譜范數,即A'A矩陣的最大特征值的開平方。matlab調用函數norm(x, 2)。
∞-范數:,行和范數,即所有矩陣行向量絕對值之和的最大值,matlab調用函數norm(A, inf)。
F-范數:,Frobenius范數,即矩陣元素絕對值的平方和再開平方,matlab調用函數norm(A, ’fro‘)。
import numpy as npx1=np.array([1,5,6,3,-1]) x2=np.arange(12).reshape(3,4) print x1,'\n',x2 print '向量2范數:' print np.linalg.norm(x1) print np.linalg.norm(x1,ord=2) print '默認的矩陣范數:' print np.linalg.norm(x2) print '矩陣2范數:' print np.linalg.norm(x2,ord=2)?
經測試知:
?np.linalg.norm(X),X為向量時,默認求向量2范數,即求向量元素絕對值的平方和再開方;
X為矩陣是,默認求的是F范數。矩陣的F范數即:矩陣的各個元素平方之和再開平方根,它通常也叫做矩陣的L2范數,它的有點在它是一個凸函數,可以求導求解,易于計算。
總結
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