Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

MATH 475 - Spring 2022 – Homework 3

Questions

1. (a) Show that the ‘0-norm’ is not a norm. Which of the three properties of a norm does it satisfy?

(b) For 0 < q < 1, define the ‘q-norm’ by

|z|q  = ╱ inⅠ← Ixi Iq \ ←/q .

Is this a norm? Explain your answer.

(c) Draw a picture of the unit ball of the ‘q-norm’ for several different q .

 

2. For 0 < q < 1, prove that the qth power of the ‘q-norm’ satisfies the triangle inequality |z + y|q(q)  s |z|q(q) + |y|q(q) ,        zy e =n .

 

3. This question concerns a generalization of Theorem 4 of Set 6 of the lecture notes.  Let A e =k n  and 0 < q s 1. Show that every s-sparse vector z e =n  is the unique solution of minimization problem

 |5 |q  subject to A5 = Az,

if and only if

|uS |q  < |uS∈ |q ,    Vu e N(A)\{0},

and all subsets S S {1, . . . , n} with ISI s s.

Hint: use question 2.