半范数英文解释翻译、半范数的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 seminorm
分词翻译:
半的英语翻译:
half; in the middle; semi-
【计】 semi
【医】 demi-; hemi-; semi-; semis; ss
【经】 quasi
范的英语翻译:
model; pattern
数的英语翻译:
a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【计】 crossing number; N
【医】 number
【经】 number
专业解析
在数学的泛函分析领域,半范数(Seminorm)是一个重要的概念,它推广了范数的定义,但弱化了范数必须满足的“正定性”条件。以下是其详细解释:
一、 核心定义与数学表达
半范数是在向量空间(通常是实数域或复数域上的向量空间)上定义的一个实值函数 ( p: V to mathbb{R} ),它满足以下两条公理:
- 次可加性/三角不等式 (Subadditivity / Triangle Inequality):
[
p(mathbf{x} + mathbf{y}) leq p(mathbf{x}) + p(mathbf{y}) quad forall mathbf{x}, mathbf{y} in V
]
- 绝对齐次性 (Absolute Homogeneity):
[
p(alpha mathbf{x}) = |alpha| p(mathbf{x}) quad forall mathbf{x} in V, forall alpha in mathbb{R} text{ (or } mathbb{C}text{)}
]
关键区别:与范数 (Norm) 不同,半范数不要求 满足第三条公理:
3. 正定性 (Positive Definiteness):
[
p(mathbf{x}) = 0 implies mathbf{x} = mathbf{0}
]
对于半范数,可能存在非零向量 (mathbf{x}
eq mathbf{0}) 使得 (p(mathbf{x}) = 0)。所有满足 (p(mathbf{x}) = 0) 的向量构成一个子空间,称为该半范数的核 (Kernel)。
二、 汉英术语对照与理解
- 半范数 (bàn fànshù):Seminorm /ˈsɛmɪˌnɔːrm/。前缀 “semi-” 表示“一半的”或“部分的”,表明它只具备范数的部分性质(缺少严格的正定性)。
- 范数 (fànshù):Norm /nɔːrm/。作为比较基准,范数要求向量空间中的零向量是唯一满足 (p(mathbf{x}) = 0) 的向量。
- 次可加性 (cì kě jiā xìng):Subadditivity。指函数值对向量加法的响应满足不等式约束。
- 绝对齐次性 (juéduì qí cì xìng):Absolute Homogeneity。指函数值对标量乘法的响应仅取决于标量的绝对值(或模)。
- 核 (hé):Kernel。指被半范数“视为零”(赋值为零)的所有向量构成的集合。
三、 性质与意义
- 非负性 (Non-negativity):由定义可推导出 (p(mathbf{x}) geq 0) 对所有 (mathbf{x} in V) 成立。
- 诱导商空间范数:在商空间 (V / N)(其中 (N = { mathbf{x} in V mid p(mathbf{x}) = 0 }) 是核)上,半范数 (p) 可以自然地诱导出一个真正的范数 (|mathbf{x} + N| := p(mathbf{x}))。
- 局部凸空间基础:半范数族是定义局部凸拓扑向量空间 (Locally Convex Topological Vector Spaces) 的基础工具。一族半范数可以定义向量空间上的一个拓扑,使其成为局部凸空间。
- 弱拓扑工具:在赋范空间的对偶空间研究中,半范数用于定义弱拓扑 (Weak Topology) 和弱拓扑 (Weak- Topology)。
四、 典型应用场景
- 函数空间:例如,在空间 (C(Omega))((Omega) 上连续函数空间)上,定义 (pK(f) = sup{x in K} |f(x)|)(其中 (K subset Omega) 是紧集),这是一个半范数(当 (K) 不是整个 (Omega) 时,非零函数在 (K) 上可能恒为零)。
- Sobolev空间:在定义Sobolev空间 (H^k(Omega)) 时,涉及积分形式的半范数(如 (|D^alpha u|_{L(Omega)}) 对 (|alpha|=k))。
- 优化与逼近理论:半范数常作为约束条件或目标函数的一部分。
- 凸分析:半范数与凸集、凸锥有密切联系。
参考文献 (权威来源):
- Rudin, W. (1991). Functional Analysis (2nd ed.). McGraw-Hill. - 泛函分析经典教材,对半范数、局部凸空间有系统阐述。 (ISBN: 978-0070542365)
- Conway, J. B. (1990). A Course in Functional Analysis (2nd ed.). Springer-Verlag. - 标准研究生教材,清晰介绍半范数及其在拓扑向量空间中的作用。 (ISBN: 978-0-387-97245-9)
- Reed, M., & Simon, B. (1980). Methods of Modern Mathematical Physics, Vol. 1: Functional Analysis (Rev. ed.). Academic Press. - 数学物理方法权威著作,包含半范数的实用讨论。 (ISBN: 978-0125850506)
网络扩展解释
半范数是范数的一种推广形式,它在数学(尤其是泛函分析)中用于描述向量空间中元素的“广义长度”,但比范数的要求更宽松。以下是详细解释:
1.基本定义
半范数是一个定义在线性空间( X )上的非负实值函数( p ),满足以下三个条件:
- 正值齐次性:( p(ax) = |a| cdot p(x) )(对任意标量( a )和向量( x ));
- 三角不等式:( p(x+y) leq p(x) + p(y) )(对任意向量( x, y ));
- 非负性:( p(x) geq 0 )。
与范数相比,半范数缺少正定性,即( p(x) = 0 )并不一定能推出( x = 0 )(可能存在非零元素的半范数为零)。
2.与范数的区别
- 范数要求严格的正定性:若( p(x)=0 ),则( x )必须是零向量。
- 半范数允许非零元素满足( p(x)=0 )。例如,平凡半范数( p(x)=0 )对所有( x )成立。
3.性质与应用
- 局部凸空间:半范数族可定义局部凸线性空间的拓扑结构(如分离公理),这类空间在分析中广泛应用。
- 均衡吸收凸子集:半范数常通过Minkowski泛函与这类集合关联,用于研究空间的几何性质。
- 控制理论:在H∞控制理论中,半范数用于描述系统传递函数的优化指标。
4.例子
- 平凡半范数:对所有向量定义( p(x) = 0 ),显然满足半范数条件。
- 函数空间半范数:在连续函数空间上,定义( p(f) = |f(0)| ),此时( p(f)=0 )并不要求( f )在所有点为零。
半范数通过放宽范数的正定性条件,扩展了其在拓扑线性空间和优化问题中的应用场景。它在描述局部凸空间、构建广义度量框架等方面具有重要作用。
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