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為什么無窮范數(shù)是取的最大值

2023-06-10 14:50 作者:~Sakuno醬  | 我要投稿

考慮這樣的一個(gè)極限

%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7D%5Csqrt%5Bn%5D%7B%5Csum_%7Bi%7D%7Cx_i%7C%5En%7D


我們可以先考慮一個(gè)比較簡(jiǎn)單的情況?

%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7D%5Csqrt%5Bn%5D%7Ba%5En%2Bb%5En%7D? ?其中?a%3E0%2C%20b%3E0 假如?a%3Db?

原式就等于?%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7D%5Csqrt%5Bn%5D%7B2a%5En%7D%3D%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7Da%5Csqrt%5Bn%5D%7B2%7D%20%3D%20a


如果?a%20%5Cne%20b 不失一般性,讓?a%3Eb

%5Csqrt%5Bn%5D%7Ba%5En%2Bb%5En%7D%3Da%5Csqrt%5Bn%5D%7B1%2B(%5Cfrac%7Bb%7D%7Ba%7D)%5En%7D

%3Da%5Cexp(%5Cfrac%7B%5Cln%20(1%2B(%5Cfrac%7Bb%7D%7Ba%7D)%5En)%7D%7Bn%7D)%20

%3Da%5Cexp(%5Cfrac%7B%5Cln%20(1%2B(%5Cfrac%7Bb%7D%7Ba%7D)%5En)%7D%7B(%5Cfrac%7Bb%7D%7Ba%7D)%5En%7D%20%5Cfrac%7B(%5Cfrac%7Bb%7D%7Ba%7D)%5En%7D%7Bn%7D)%20

因?yàn)?%5Cfrac%7Bb%7D%7Ba%7D%20%3C%201 所以?%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7D(%5Cfrac%7Bb%7D%7Ba%7D)%5En%3D0?回顧下重要極限 %5Clim_%7Bx%20%5Cto%20%5Cinfty%7D%5Cfrac%7B%5Cln%20(1%2Bx)%7D%7Bx%7D%3D1

所以

%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7D%20%20%5Csqrt%5Bn%5D%7Ba%5En%2Bb%5En%7D%3D%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7D%20a%5Cexp(%5Cfrac%7B%5Cln%20(1%2B(%5Cfrac%7Bb%7D%7Ba%7D)%5En)%7D%7Bn%7D)%20%3Da


假如%5Cmathrm%7Bx%7D%3D(x_1%2Cx_2)是一個(gè)二維的向量

我們?cè)俣x?d_n(%5Cmathrm%7Bx%7D)%3D%20%5Csqrt%5Bn%5D%7B%7Cx_1%7C%5En%20%2B%7Cx_2%7C%5En%7D

再定義?d_%7B%5Cinfty%7D(%5Cmathrm%7Bx%7D)%3D%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7Dd_n(%5Cmathrm%7Bx%7D)

便有了?d_%7B%5Cinfty%7D(%5Cmathrm%7Bx%7D)%3D%5Cmax%5C%7Bx_1%2Cx_2%5C%7D


再考慮更高維的情況 高維的情況可以轉(zhuǎn)化成二維的情況處理

假設(shè)有?p

這個(gè)時(shí)候我們就不能只考慮最大值了,因?yàn)榭赡苡卸鄠€(gè)最大值

所以不失一般性,我們可以假設(shè)??%5Cmax_%7B1%5Cle%20i%20%5Cle%20p%7D%5C%7B%7Cx_i%7C%5C%7D%3D%7Cx_1%7C%3D%7Cx_2%7C%3D...%3D%7Cx_m%7C

當(dāng)%5Cmax_%7Bi%7D%5C%7B%7Cx_i%7C%5C%7D%3D0 時(shí)候是一個(gè)平凡情況

于是

%20%5Csqrt%5Bn%5D%7B%5Csum_%7Bi%7D%7Cx_i%7C%5En%7D%3D%20%5Csqrt%5Bn%5D%7Bm%7Cx_1%7C%5En%2B%5Csum_%7Bi%20%3Em%7D%7Cx_i%7C%5En%7D

%3D%7Cx_1%7C%5Csqrt%5Bn%5D%7Bm%2B%5Csum_%7Bi%3Em%7D%7C%5Cfrac%7Bx_i%7D%7Bx_1%7D%7C%5En%7D

這里直接用兩邊夾法則

%5Csqrt%5Bn%5D%7Bm%7D%5Cle%20%5Csqrt%5Bn%5D%7Bm%2B%5Csum_%7Bi%3Em%7D%7C%5Cfrac%7Bx_i%7D%7Bx_1%7D%7C%5En%7D%20%5Cle%20%5Csqrt%5Bn%5D%7Bm%2Bp-m%7D

可以計(jì)算出假如x_1取得最大值有

%20%5Clim_%7Bn%20%5Cto%20%5Cinfty%7D%5Csqrt%5Bn%5D%7B%5Csum_%7Bi%7D%7Cx_i%7C%5En%7D%3D%7Cx_1%7C



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