线性代数(四十九) : 希尔伯特-施密特范数

本节介绍希尔伯特-施密特范数,它是矩阵的范数的一个简单而有用的上界

1 希尔伯特-施密特范数

设矩阵A=(aij),则以下式子称为A的希尔伯特-施密特范数(Hilbert-Schmidt Norm):


它是A的范数的一个上界.

下边以实矩阵为例证明它是上界:

设mxn的实矩阵A:


对任意:


则y的分量可用x的分量表示:


利用施瓦兹不等式估计上式右端的项,得:


令i=1,...,m将上述不等式相加,即得:


根据标准的欧几里得范数的定义,上式可以写作:


上式两端开平方根,再由y=Ax可得:


矩阵A的范数定义为:


于是:


这就是A的范数的一个上界.

类比该证明,可以证明复欧几里得空间中成立不等式:


这就证明了希尔伯特-施密特范数是复欧几里得空间中线性映射的一个上界.

而谱半径是一个下界.


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