Álgebra lineal: ¿Cuáles son las explicaciones intuitivas de las normas L0, L1, L2, etc.?

La motivación para la diferencia en la comprensión de por qué estas normas son importantes surge quizás en la detección comprimida. [1]

[matemática] L_ {0} [/ matemática] reconstrucción de normas

[matemáticas] min || \ alpha || _ {0}, y = A \ alpha [/ matemáticas]

encuentra la solución más escasa, combinatoria, exhaustiva

[matemática] L_ {1} [/ matemática] reconstrucción de norma, marco de detección comprimido

[matemáticas] min || \ alpha || _ {1}, y = A \ alpha [/ matemáticas]

Deje [math] \ alpha = uv, u \ geq 0, v \ geq 0 \ implica || \ alpha || _ {1} = 1 ^ {T} u + 1 ^ {T} v [/ math]

[matemáticas] z = \ begin {pmatrix} u \\ v \ end {pmatrix} [/ math]

[matemáticas] B = \ begin {pmatrix} A & – A \ end {pmatrix} [/ math]

[matemáticas] min 1 ^ {T} z \ textrm {st} Bz = y, z \ geq 0 [/ matemáticas]

esto requiere programación entera lineal

[math] L_ {0} [/ math] no es computacionalmente factible.

[matemáticas] L_ {2} [/ matemáticas] norma

[matemáticas] min || \ alpha || _ {2}, y = A \ alpha [/ matemáticas]

forma cerrada [matemática] \ alpha = A ^ {H} (A ^ {H} A) ^ {- 1} y [/ matemática]

esto no encuentra la solución más escasa

Específicamente en lo que son. [2]

La [matemática] l_ {0} = || x || _ {0} = \ sqrt [0] {\ sum_ {i} x_ {i} ^ {0}} [/ matemática]

es decir, en realidad no es una norma, es el número total de elementos distintos de cero en el vector. ¿Por qué es importante? Puede usarse para resolver ecuaciones. Si interpretamos que una matriz es escasa y la estamos resolviendo y nos están dando un sistema de ecuaciones lineales, entonces la norma [matemática] l_ {0} [/ matemática] es una forma de hacerlo

Las otras normas son estructuralmente las normas a las que estás acostumbrado. No podemos alcanzar la norma [math] l_ {0} [/ math] porque es combinatoria, por lo que se repone en [math] l_ {1} [/ math]

que es la programación de enteros lineales.

Notas al pie

[1] http://citeseerx.ist.psu.edu/vie…

[2] Norma l0, Norma l1, Norma l2, …, Norma l-infinito

Las normas miden el “tamaño” de los vectores en un espacio, pero también pueden dar lugar a funciones de distancia: usted aplica la norma a la diferencia entre dos vectores. A partir de eso:
La norma L2 allí produce la distancia euclidiana, de hecho ese es el caso en [math] \ mathbb {R} ^ n [/ math] en general.
La norma L1 da lugar a lo que se puede llamar la distancia “taxi-taxi”: la distancia entre dos puntos (a, b) y (c, d) en el avión, por ejemplo, es
[matemáticas] | ac | + | b – d | [/matemáticas]