通過對《微分》的探討,讀者可能已經意識到了這樣一件事:作為映射來講,中的線性映射和一個元維向量值函數似乎沒有什麼不同,那麼線性映射作為一個特殊的向量值函數會滿足什麼性質呢?有了範數的概念後我們可以對此做出一些基本探討。
首先說明以下我們稱中的矩陣為線性映射,指的是取定了中的一組基後,中的一個矩陣唯一所聯繫著中的一個線性映射。
定義1 在線性空間上定義矩陣的範數:
其中,。
首先證明定義1中的範數是一個實函數,即總有:取的自然基,對於,設,那麼,於是
而由《微分法》可知,為的第個列向量,那麼其長度必然是有限的。
定理1 中的線性映射是一致連續的。
證明 由定義1,我們知道不等式
對成立,於是便得到
由於,可見中的線性映射不僅是連續映射,而且是一致連續的。
特別的,如果我們關心中的線性映射,則是在關心中的線性函數,那麼線性函數是一個特殊的多元函數,我們仍沿用《對偶映射》中的記號,用表示線性函數。線性函數有如下一條很特殊的性質:
定理2 中的線性函數的核空間是中的閉子空間。
證明 由定理1,是連續的。任取且,則
這說明。於是為閉集。同時由《線性映射(一)》我們知道也是一個線性空間。
最後我們指出如何對一個矩陣的範數進行估計:對於給定的和,由中的Cauchy-Schwarz不等式可知
可見
我們將在研究多元函數的極值時用到這個結論。