總變差

總變差

在數學領域總變差就是一函式其數值變化的差的總和。

定義

矢量空間

實值函式ƒ定義在區間[ a, b]⊂' R的總變差是一維參數曲線 x→ƒ( x) , x∈[ a, b]的弧長。連續可微函式的總變差,可由如下的積分給出

總變差 總變差

任意實值或虛值函式ƒ定義在區間[ a, b]上的總變差,由

總變差 總變差

定義。其中為區間[ a, b]中的所有分劃。

總變差 總變差

定義在有界區域上的實值可積函式 ƒ的 總變差定義為

總變差 總變差
總變差 總變差
總變差 總變差

其中 是Ω中的緊支集上全體連續可微向量函式構成的集合, 是本質上確界範數。

若ƒ可微,上式可簡化為

總變差 總變差

度量空間

總變差 總變差
總變差 總變差

在一個度量空間上,集函式,其總變差為:

總變差 總變差
總變差 總變差
總變差 總變差

其中為 E的劃分。 如果是符號測度,通過漢分解定理可知:

總變差 總變差

可微定義證明

首先需要利用高斯散度定理證明一個等式。

引理

在假設條件下,下面的等式成立:

總變差 總變差

引理證明

總變差 總變差
總變差 總變差

由高斯散度定理,將代入,可得

總變差 總變差
總變差 總變差
總變差 總變差

由於在的邊界上,從而

總變差 總變差
總變差 總變差

注意到代入上式,移項即得

總變差 總變差

如果函式 f的總變差有限,則稱函式 f為有界變差函式。

參閱

•有界變差

•總變差規則化

•二次變差

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