به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
548 بازدید
در دانشگاه توسط meh123456 (137 امتیاز)
ویرایش شده توسط fardina

آیا رابطه $\|A\|=\max_{i,j}|a_{ij}|$یک نرم ماتریسی است؟

مرجع: داتا

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط fardina (17,622 امتیاز)
ویرایش شده توسط fardina

ثابت می کنیم رابطه داده شده یک نرم روی ماتریس های $n\times n$ حقیقی است.

  1. واضح است که $\|A\|\geq 0$
  2. $$\begin{align}\|A\|=0&\iff \max_{i,j}|a_{ij}|=0\\ &\iff \forall i,j :|a_{ij}|=0\\ &\iff \forall i,j:a_{ij}=0\\ & \iff A=0\end{align}$$
  3. اگر $c\in\mathbb R$ یک عدد حقیقی باشد در اینصورت: $$\|cA\|=\max_{i,j}|ca_{ij}|=\max_{i,j}|c||a_{ij}|=|c|\max_{i,j}|a_{ij}|=|c|\|A\|$$
  4. برای هر دو ماتریس $A,B$ داریم: $$\|A+B\|=\max_{i,j}|a_{ij}+b_{ij}|\leq \max_{i,j}|a_{ij}|+\max_{i,j}|b_{ij}|=\|A\|+\|B\|$$

مطالب بالا برای ماتریس های $m\times n$ هم درست است.

برای ماتریس های $n\times n$ توجه کنید که رابطه ذکر شده در $\|AB\|\leq \|A\|\|B\\$ صدق نمی کند. به عنوان مثال قرار دهید $A= \begin{bmatrix}1 & 1 \\0 & 0 \end{bmatrix}$ و $B= \begin{bmatrix}1 & 0 \\ 1& 0\end{bmatrix}$ در اینصورت $AB= \begin{bmatrix}2 & 0 \\ 0 & 0\end{bmatrix} $ و لذا $\|AB\|=2$ در حالیکه $\|A\|\|B\|=1\times 1=1$ .

یکی از اولین و بهترین وظایف معلم این نیست که به شاگردانش این احساس را القا کند که مسائل ریاضی ارتباط کمی با یکدیگر دارند و اصلا هیچ ارتباطی با چیزی دیگ ندارند. هنگامی که دوباره به راه حل مساله نگاه می کنیم از موقعیتی طبیعی برای تحقیق در مورد ارتباط های بین یک مساله برخوردار می شویم.
...