Norma (matemática): diferenças entre revisões

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[[Imagem:Vector norms.png|thumb|Uma circunferência centrada na origem de <math>\R^2</math> relativa a três normas distintas]]
Em [[matemática]], uma '''norma''' consiste em uma [[função]] que a cada [[Vetor (matemática)|vetor]] de um [[espaço vetorial]] associa um [[número real]] não-negativo. O conceito de ''norma'' está intuitivamente relacionado à noção geométrica de ''comprimento''.
 
==Definição==
Seja <math>X\,</math>Dado um [[espaço vetorial]] <math>X</math> sobre umo corpo <math>\mathbb{K}</math> (dos [[números reais]] ou [[números complexos).|complexos]], Seja auma função X--<math>R+,\| cujo\cdot '''domínio'''\|: é <math>X \,to \mathbb{R}^{+}</math> eé cujochamada '''contra-domínio'''de sãonorma osse, [[Númeropara real|reais]]quaisquer não-negativos.<math>\vec Estax, função\vec seráy uma\in norma,X a</math> ser denotadae portodo <math>\|.alpha \|in \,mathbb{K}</math>:<ref>SANTOS (2010), se:p.3, ex. 54.</ref>
 
*<math>\|\vec x\| = 0 \Rightarrow \vec x = \vec 0</math>. Se esta condição não for atendida, a função será no máximo uma [[seminorma]].
#*<math>\|\lambdaalpha A\vec x\|=|\lambdaalpha| \|A\|vec x\,|</math>
*<math>\|\vec x + \vec y\| \le \|\vec x\|+\|\vec y\|, ~~\forall \vec x , \vec y \in X \,</math> ([[desigualdade triangular]])
 
Se o [[espaço vetorial]] <math>X</math> tem uma '''norma''', ele passa a ser chamado de [[espaço normado]], e denotado por <math>\left(X, \| \cdot \|\right)</math>.
*<math>\|\alpha \vec x\|=|\alpha| \|\vec x\|, ~~\forall \vec x \in X , \forall \alpha \in \mathbb{K} \,</math>
 
*<math>\|\vec x + \vec y\| \le \|\vec x\|+\|\vec y\|, ~~\forall \vec x , \vec y \in X \,</math> ([[desigualdade triangular]])
 
O [[espaço vetorial]] que tem uma '''norma''' se chama [[espaço normado]]. Neste caso, o espaço normado será denotado por (<math>X\,</math>, <math>\|.\|\,</math>) <ref>SANTOS, José Carlos. '''Introdução à Topologia'''. Departamento de Matemática - Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Junho de 2010, 171 páginas. Disponível em: <http://www.fc.up.pt/mp/jcsantos/PDF/Topologia.pdf>. Acesso em: 12 jan. 2010. </ref>.
 
==Métrica e topologia induzida==
Toda norma induz de forma natural uma [[Métrica (matemática)|métrica]] natural <math>d\,</math> em <math>X\,</math> cujos valores são dados por:<ref>SANTOS (2010), p.60.</ref>
#:<math>d(\|A+Bvec x , \|\leqvec y)=\|A\|+vec x - \|Bvec y\|\,.</math>
:<math>d(\vec x , \vec y)=\|\vec x - \vec y\|\,</math> (distância induzida pela norma, isto é, a função que envia (x,y) em ||x-y||<ref>SANTOS, José Carlos. '''Introdução à Topologia'''. Departamento de Matemática - Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Junho de 2010, 171 páginas. Disponível em: <http://www.fc.up.pt/mp/jcsantos/PDF/Topologia.pdf>. Acesso em: 12 jan. 2010. Página 60. </ref>)).
 
Também induz uma [[espaço topológico|topologia]] [[espaço localmente convexo|localmente convexa]] que é gerada por todas as [[bola]]s:
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As normas [[canônica]]s definidas nestes espaços são as chamadas '''normas <math>\ell^p</math>''':
*<math>\|\vec x\|_p=\left(\sum_{i=1}^n|x_i|^p\right)^{1/p}~~, 1\leq p<\infty</math>
 
 
*<math>\|\vec x\|_\infty=\max_{i=1}^n(|x_i|)</math>
O caso particular em que <math>p = 2\,</math> écorresponde aà norma [[espaço euclidiano|euclidiana]]:
:<math>\|\vec x\|_2=\left(\sum_{i=1}^n|x_i|^2\right)^{1/2}</math>
 
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==Norma matricial==
{{artigo principal|Norma matricial}}
Se o espaço vetorial considerado é aquele formado pelas matrizes reais ou complexas de ordem <math>n\times m</math>, denotado por <math>M^{n\times m}</math>, uma norma sobre esse espaço é chamada de norma matricial. Um exemplo de norma matricial é a norma ''1'', denotada <math>\|.\|_1</math> definida como o máximo da soma módulo das entradas de cada linha, ou seja se <math>A = \left[ a_{ij} \right]_{r \times s}\,</math> então a norma do máximo da matriz <math>A\,</math> é o número não negativo dado por
Seja <math>M^{n\times m}\,</math> o [[espaço linear]] das matrizes <math>n\times m\,</math> reais ou complexas. Uma norma <math>\|.\|\,</math> é uma [[função (matemática)|função]] que associa a cada matriz um [[número real]] não negativo e satisfaz as propriedades:
#:<math>\|A\|_1 =0 \Leftrightarrowmax_{1 A=0\,le i \le r} \sum_{j=1}^s |a_{ij}|.</math>
#<math>\|\lambda A\|=|\lambda|\|A\|\,</math>
#<math>\|A+B\|\leq \|A\|+\|B\|\,</math>
Um exemplo de norma matricial é a norma ''1'', denotada <math>\|.\|_1</math> definida como o máximo da soma módulo das entradas de cada linha, ou
seja se <math>A = \left[ a_{ij} \right]_{r \times s}\,</math> então a norma do máximo da matriz <math>A\,</math> é o número não negativo dado por
:<math>\|A\|_1 = \max_{1 \le i \le r} \sum_{j=1}^s |a_{ij}|\,</math>
 
A norma do máximo da matriz <math>A = \begin{vmatrix} 1 & 3 \\ 2 & -1 \end{vmatrix}\,</math>, por exemplo, é <math>\| A \|_1 = max \left\{ |1| + |3|, |2| + |-1| \right\} = max \left\{4, 3\right\} = 4\,</math><ref>{{Citar livro|autor=Boldrini, José Luiz ''et. al''|título=Álgebra, p. Linear|página=342|edição=3ª|editora=Harbra}}.</ref>
:<math>\| A \|_1 = \max \left\{ |1| + |3|, |2| + |-1| \right\} = \max \left\{4, 3\right\} = 4.</math>
 
==Normas em espaços de dimensão infinita ==
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As normas <math>\ell^p</math> têm análogos em alguns espaços de dimensão infinita.
 
== Notas ==
{{Referências}}
<references/>
 
{{== Referências}} ==
O* [[espaço vetorial]] que tem uma '''norma''' se chama [[espaço normado]]. Neste caso, o espaço normado será denotado por (<math>X\,</math>, <math>\|.\|\,</math>) <ref>SANTOS, José Carlos. '''Introdução à Topologia'''. Departamento de Matemática - Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Junho de 2010, 171 páginas. Disponível em: <http://www.fc.up.pt/mp/jcsantos/PDF/Topologia.pdf>. Acesso em: 12 jan. 2010. </ref>Página 60.
* {{Citar livro|autor=Boldrini, José Luiz ''et. al''|título=Álgebra Linear |página=342 |edição=3ª |editora=Harbra}}
 
=={{Ver também}}==
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*[[Espaço vetorial topológico]]
*[[Funcional de Minkowski]]
*[[semiSemi-norma]]
*[http://en.wikipedia.org/wiki/Norm_(mathematics) Artigo da Wikipedia em inglês sobre norma]
 
[[Categoria:Álgebra linear]]