11 votos

Conjetura: la función de $d(x, y):=\frac{||x-y||}{\max(||x||, ||y||)}$ a una distancia de

Hago la siguiente conjetura: la función $$ d(x, y):=\frac{||x-y||}{\max(||x||, ||y||)} $$ es una distancia en $H$ donde $H$ es una normativa espacio vectorial o un espacio de Hilbert, y $x, y \in H$ (la función de $d$ se define a ser $0$ en el caso de $x=y=0$). Tenga en cuenta que $d$ es la escala invariante, es decir, $d(\lambda x, \lambda y)=d(x, y)$$0 \neq \lambda \in \mathbb{R}$. La propiedad de $d$ que necesita ser explícitamente probar o refutar es la desigualdad de triángulo $$ d(x, y) \leq d(x,z)+d(z,y). $$ El triángulo de la desigualdad (TI) puede ser fácilmente demostrado por $H=\mathbb{R}$; además, debido a la invariancia de escala, es suficiente para demostrar que para $||x||,||y||, ||z|| \leq 1$. La TI ha sido numéricamente probado por un programa que ha generado $10^8$ tripletas de puntos aleatorios uniformemente distribuidos en $[-1, 1]^3$, y el mismo número en $[-1,1]^6$: todos los generados triples de satisfacción de la TI. Esta prueba se apoya, por tanto, la conjetura de $H=\mathbb{R}^3$$H=\mathbb{R}^6$. Desde el subespacio generado por los tres vectores linealmente independientes de un real (complejo) espacio de Hilbert es isométricamente isomorfo a $\mathbb{R}^3$ ($\mathbb{R}^6$), el test numérico apoya la conjetura también para genérica de un espacio de Hilbert*.

Sabe alguien si esta conjetura ha sido ya demostrada, o es capaz de demostrar (o refutar)?

  • Antes de publicar esta pregunta, he intercambiado algunas de correo electrónico con el prof. Egor Makimenko, del Instituto Politécnico Nacional, México. Yo lo hice por mí mismo un programa para el test numérico de la TI, pero la prueba citados ha sido realizada por un programa que el prof. Maximenko me envió. Por otra parte, la generalización de $\mathbb{R}^3$-$\mathbb{R}^6$ para genérica de un espacio de Hilbert es debido a la prof. Maximenko.

5voto

eljenso Puntos 7690

Vamos a la norma en el plano de ser el rol de la norma, la norma de la $(x,y)$ $|x|+|y|.$ Esto induce a una métrica (que satisface la desigualdad del triángulo, etc.) en el espacio métrico $\mathbb{R}^2$, lo que es una normativa espacio lineal.

Pero con la métrica obtenida por la división de max normas, tomar los puntos $x,y,z$ $(1,2),(2,1),(2,2)$ respectivamente. Luego de la habitual distancias (antes de la división) $2$ $x,y$ y cada una de las habituales de la distancia para la $x,z$ $y,z$ $1.$ Las normas de $x,y,z$ son, respectivamente,$3,3,4$, por lo que después de la división por max normas, se consigue $$d(x,y)=2/3, \ d(x,z)=d(z,y)=1/4.$$ Esto está en contra de la desigualdad de triángulo desde $2/3>1/4+1/4.$

Así que, en conclusión, a mí me parece que la "métrica" proponer no en general satisfacen la desigualdad de triángulo en una hoja de normativa del espacio lineal. Todavía me gustaría ver si se mantiene en el espacio Euclidiano, ya que algunas de las características de las empresas de taxi métrica son peculiares.

2voto

Gartaa Puntos 494

Sabemos que $p(x,y):= \|x-y\|$ es una métrica. Por lo tanto tenemos gratis

\begin{equation} \|x-z\|\leq \|x-y\|+\|y-z\| \end{equation}

Nota: en El caso de que exactamente uno de los vectores es el vector cero es trivial, ya que tenemos una desigualdad de la forma:

$$1\leq 1+\epsilon$$

Si exactamente dos son cero, obtenemos: $$1\leq 1+0$$ O $$0\leq 1+1$$

Si los tres son iguales a cero:

$$0\leq 0+0$$

Ahora, considere el caso: $0<\|x\|\leq \|y\| \leq \|z\|$

\begin{array} \text{max}(\|x\|,\|z\|)=\|z\| \\ \text{max}(\|x\|,\|y\|)=\|y\| \\ \text{max}(\|y\|,\|z\|)=\|z\| \end{array}

Así, dividiendo a través de la primera desigualdad por $\text{max}(\|x\|,\|z\|)$ tenemos

$$\frac{\|x-z\|}{\text{max}(\|x\|,\|z\|)}\leq \frac{\|x-y\|}{\text{max}(\|x\|,\|z\|)} + \frac{\|y-z\|}{\text{max}(\|x\|,\|z\|)}$$

pero $$d(x,y)\geq \frac{\|x-y\|}{\text{max}(\|x\|,\|z\|)} \text{ and } d(y,z)=\frac{\|y-z\|}{\text{max}(\|x\|,\|z\|)}$$

Por lo tanto el triángulo de la desigualdad se cumple.

Soy optimista y creo que los otros 5 casos puede ser probada de manera similar. No me abraces! Espero que usted puede hacer algunos progresos desde aquí.

1voto

Egor Maximenko Puntos 146

La desigualdad propuesto por BGA falla también en $(\mathbb{R}^2,\|\cdot\|_\infty)$, pero parece ser cierto para las normas inducida por el interior de los productos.

Hipótesis I: Si $X$ es un producto interior el espacio y $\|\cdot\|$ es la norma inducida por el producto interior, a continuación, para cada $x,y,z\in X$ $$\|x-y\|\,\|z\| \le \|x-z\|\,\|y\| + \|z-y\|\,\|x\|.$$

No sé cómo probar esta hipótesis en la situación general, pero puede ser fácilmente demostrado en $X=\mathbb{R}^1$ y pasa a algunos tests numéricos en $X=\mathbb{R}^3$.

El caso difícil ($\|z\|\ge\|x\|\ge\|y\|$) de la discute la desigualdad triangular $d(x,y)\le d(x,z)+d(z,y)$ sigue a partir de la Hipótesis I.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X