Norma uniforme

In analisi matematica, la norma uniforme, norma del sup o norma di Chebyshev di una funzione $f$ definita in un dominio $D$ a valori reali o complessi è la quantità non negativa:

Rappresentazione geometrica in $\mathbb {R} ^{2}$ di $\|x\|_{\infty }=1$

$\|f\|_{\infty }=\sup _{x\in D}\left|f(x)\right|$

Se $f$ non è una funzione limitata in $D$, questa quantità risulta infinita (ad esempio per la funzione esponenziale in $\mathbb {R}$). Restringendosi invece allo spazio vettoriale delle funzioni definite in $D$ e limitate, $||\cdot ||_{\infty }$ assume sempre valore finito e soddisfa le proprietà di una norma.

Se $f$ è una funzione continua su un insieme compatto, allora l'estremo superiore è raggiunto per il teorema di Weierstrass, quindi possiamo sostituire l'estremo superiore con il massimo. In questo caso, la norma è anche chiamata norma del massimo.

In particolare, nel caso di un vettore $x=(x_{1},...,x_{n})$ in uno spazio di dimensione finita, prende la forma:

$\|x\|_{\infty }=\max\{|x_{1}|,...,|x_{n}|\}$

La ragione del pedice "∞" è data dal seguente limite, valido se $f\in L^{\infty }(D)$ e la misura di $D$ è finita:

$\lim _{p\rightarrow \infty }\|f\|_{p}=\|f\|_{\infty }$

dove:

$\|f\|_{p}=\left(\int _{D}\left|f\right|^{p}\,d\mu \right)^{1/p}$

dove $\|\cdot \|_{p}$ è la norma p (e l'integrale diventa una somma se $D$ è un insieme discreto).

La funzione binaria:

$d(f,g)=\|f-g\|_{\infty }$

è quindi una metrica nello spazio di tutte le funzioni limitate nel particolare dominio. Una successione $\{f_{n}:n=1,2,3,\dots \}$ converge uniformemente alla funzione $f$ se e solo se:

$\lim _{n\rightarrow \infty }\|f_{n}-f\|_{\infty }=0$

Bibliografia

• (EN) Walter Rudin, Principles of Mathematical Analysis, New York, McGraw-Hill, 1964, p. 151, ISBN 0-07-054235-X.
• (EN) Taylor, A. E. and Lay, D. C. Introduction to Functional Analysis, 2nd ed. New York: Wiley, 1980

Voci correlate

• Distanza di Čebyšëv
• Geometria del taxi
• Norma (matematica)
• Norma operatoriale
• Operatore limitato
• Spazio Lp
• Successione di funzioni
• Topologia operatoriale

Collegamenti esterni

• (EN) Eric W. Weisstein, Norma uniforme, su MathWorld, Wolfram Research.