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Operador norma $ ( \ell_2 \to \ell_1)$

Deje $X$ ser finito dimensionales normativa espacio vectorial y $Y$ a un arbitrario normativa espacio vectorial. $ T:X→Y$.

Quiero calcular el $\|T\|$ donde $X = K^n$, equipado con la norma Euclídea $\|\cdot\|_2$, $Y := \ell_1(\mathbb{N})$ e $Tx := (x_1,\ldots,x_n,0,0,\ldots) \in \ell_1(\mathbb{N})$, para todos los $x = (x_1,\ldots,x_n) \in K^n$.

No sé cómo continuar $$ ||T∥_2 = \sup \limits_{x \neq 0} \frac{∥Tx∥_1}{∥x∥_2} = \sup \limits_{x \neq 0} \frac{∥(x_1,…,x_n,0,0,…)∥_1}{∥(x_1,…,x_n)∥_2} = \sup \limits_{x \neq 0} \frac{|x_1|+…+|x_n|}{(|x_1|^2+…+|x_n|^2)^{\frac{1}{2}}}= ? $$

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Arteom Puntos 843

Voy a explicar mi comentario de arriba

Dado un operador $T: X \rightarrow Y$ donde $$X = \mathbb{K}^{n}$$ $$Y = l^{1}(\mathbb{N})$$ su norma está dada por $$||T||_{op} = \sup_{x \neq 0}{\frac{||Tx||_{1}}{||x||_{2}}} = \sup_{||x||_{2} \leq 1}{||Tx||_{1}} = \sup_{||x||_{2} = 1}{||Tx||_{1}}$$

Así que tenemos que maximizar $$||Tx||_{1} = |x_{1}| + \ldots + |x_{n}|$$ given $$||x||_{2} := (x_{1}^{2} + \ldots + x_{n}^{2})^{\frac{1}{2}} = 1$$

Deje $t_{i} := |x_{i}|$, entonces nuestro problema se reformula de la siguiente manera: $$t_{1} + t_{2} + \ldots + t_{n} \rightarrow \text{max}$$ $$t_{1}^{2} + t_{2}^{2} + \ldots + t_{n}^{2} = 1$$ $$t_{i} \geq 0, \ \forall i = 1, \ldots, n$$

El Lagrangiano del problema es: $$L = (t_{1} + \ldots + t_{n}) - \lambda (t_{1}^{2} + \ldots + t_{n}^{2} - 1)$$ y $\lambda$ queda para el multiplicador de lagrange.

La necesaria extremo condición implica: $$\frac{\partial L}{\partial t_{i}} := 1 - \lambda(2t_{i}) = 0$$ por lo tanto $t_{i} = \frac{1}{2 \lambda}$. Desde $t_{i} \geq 0$ se sigue que $\lambda > 0$.

El punto fijo es $x = (\frac{1}{2 \lambda}, \ldots, \frac{1}{2 \lambda})$ y vamos a encontrar la lambda tal que la solución satisface la segunda condición en el problema anterior.

$||x||_{2} = 1$ es equivalente a $$ n \cdot \frac{1}{4 \lambda^{2}} = 1$$ de la que podemos obtener $\lambda = \frac{\sqrt{n}}{2}$ (tenga en cuenta que vamos a elegir es positiva, debido a las restricciones mencionadas anteriormente)

Por lo tanto $t_{i} = \frac{1}{\sqrt{n}}$ y el máximo es igual a $$\text{max} = n \cdot \frac{1}{\sqrt{n}} = \sqrt{n}$$

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Davide Giraudo Puntos 95813

Usando la desigualdad de Cauchy-Schwarz, tenemos <span class="math-container">$$ \sum_{i=1}^n\left\lvert xi\right\rvert = \sum {i = 1} ^ n\left\lvert xi\right\rvert\cdot 1\leqslant \left (\sum {i = 1} ^ nxi ^ 2\right) ^ {1/2} \left (\sum {i = 1} ^ n1\right) ^ {1/2} = \sqrt n\left(\sum_{i=1} ^ nx_i ^ 2\right) ^ {1/2} $$</span> por lo tanto, <span class="math-container">$\left\lVert T\right\rVert\leqslant \sqrt n$</span>. Para la desigualdad contraria, mire el caso donde <span class="math-container">$x_i=1$</span> <span class="math-container">$i\in{1,\dots,n}$</span>de todos.

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