协方差矩阵—Hessian矩阵—正定矩阵

协方差矩阵—Hessian矩阵—正定矩阵一 基本概念 1 1 协方差矩阵及推导 1 2 黑塞矩阵示例 1 3 正定矩阵定义及性质 1 4 正定矩阵示例一 基本概念 1 1 协方差矩阵及推导在统计学中用标准差描述样本数据的 散布度 公式中之所以除以 n 1 而不是 n 是因为这样使我们以较少的样本集更好的逼近总体标准差 即统计学上所谓的 无偏估计 协方差矩阵的

一、基本概念

1.1 协方差矩阵 及推导

方差 v a r ( X ) = ∑ i = 1 n ( X i − X ˉ ) ( X i − X ˉ ) n − 1 var(X) = \frac{\sum_{i=1}^n(X_i-\bar{X})(X_i-\bar{X})}{n-1} var(X)=n1i=1n(XiXˉ)(XiXˉ)

各个维度偏离其均值的程度,协方差 cov ( X , Y ) = ∑ i = 1 n ( X i − X ˉ ) ( Y i − Y ˉ ) n − 1 \text{cov}(X,Y) = \frac{\sum_{i=1}^n(X_i-\bar{X})(Y_i-\bar{Y})}{n-1} cov(X,Y)=n1i=1n(XiXˉ)(YiYˉ)

1.2 Hessian矩阵

其中: Δ x = x − x ( 0 ) , Δ x 2 = ( x − x ( 0 ) ) 2 \Delta x = x-x^{(0)},\Delta x^2 = (x-x^{(0)})^2 Δx=xx(0),Δx2=(xx(0))2

二元函数 f ( x 1 , x 2 ) f(x_1,x_2) f(x1,x2) X ( 0 ) ( x 1 ( 0 ) , x 2 ( 0 ) ) X^{(0)}(x^{(0)}_1,x^{(0)}_2) X(0)(x1(0),x2(0))点处的泰勒展开式为:
1 2 [ ∂ 2 f ∂ 2 x 1 2 ∣ x ( 0 ) Δ x 1 2 + 2 ∂ 2 f ∂ x 1 ∂ x 2 ∣ x ( 0 ) Δ x 1 Δ x 2 + ∂ 2 f ∂ 2 x 2 2 ∣ x ( 0 ) Δ x 2 2 ] + ⋯ (2) \frac{1}{2}\left [ \frac{\partial^2f}{\partial^2x_1^2}|_{x^{(0)}} \Delta x_1^2 + 2\frac{\partial^2f}{\partial x_1\partial x_2}|_{x^{(0)}}\Delta x_1\Delta x_2+\frac{\partial^2f}{\partial^2x_2^2}|_{x^{(0)}} \Delta x_2^2\right ]+\cdots \tag{2} 21[2x122fx(0)Δx12+2x1x22fx(0)Δx1Δx2+2x222fx(0)Δx22]+(2)

其中: Δ x 1 = x 1 − x 1 ( 0 ) , Δ x 2 = x 2 − x 2 ( 0 ) \Delta x_1 = x_1-x^{(0)}_1,\Delta x_2 = x_2-x_2^{(0)} Δx1=x1x1(0),Δx2=x2x2(0)

G ( X ( 0 ) ) G(X^{(0)}) G(X(0)) f ( x 1 , x 2 ) f(x_1,x_2) f(x1,x2) X ( 0 ) X^{(0)} X(0) 点处的Hessian矩阵。它是由函数 f ( x 1 , x 2 ) f(x_1,x_2) f(x1,x2) X ( 0 ) X^{(0)} X(0)点处的二阶偏导数所组成的方阵。我们一般将其表示为:

H ( f ) = [ ∂ 2 f ∂ x 1 2 ∂ 2 f ∂ x 1 ∂ x 2 ⋯ ∂ 2 f ∂ x 1 ∂ x n ∂ 2 f ∂ x 2 ∂ x 1 ∂ 2 f ∂ x 2 2 ⋯ ∂ 2 f ∂ x 2 ∂ x n ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ ∂ 2 f ∂ x n ∂ x 1 ∂ 2 f ∂ x n ∂ x 2 ⋯ ∂ 2 f ∂ x n 2 ] H(f) = \begin{bmatrix} \frac{\partial^2f}{\partial x_1^2} & \frac{\partial^2f}{\partial x_1 \partial x_2} & \cdots & \frac{\partial^2f}{\partial x_1 \partial x_n} \\ \frac{\partial^2f}{\partial x_2 \partial x_1} & \frac{\partial^2f}{\partial x_2^2} & \cdots & \frac{\partial^2f}{\partial x_2 \partial x_n}\\ \vdots & \vdots & \ddots &\vdots \\ \frac{\partial^2f}{\partial x_n \partial x_1} & \frac{\partial^2f}{\partial x_n \partial x_2} & \cdots & \frac{\partial^2f}{\partial x_n^2} \end{bmatrix} H(f)=x122fx2x12fxnx12fx1x22fx222fxnx22fx1xn2fx2xn2fxn22f

简写成: Q H e s s i a n = [ I x x I x y I y x I y y ] \mathbf{Q_{Hessian}} = \begin{bmatrix} I_{xx} & I_{xy}\\ I_{yx} & I_{yy} \end{bmatrix} QHessian=[IxxIyxIxyIyy]
这里写图片描述

1.3 Hessian矩阵 示例

这里写图片描述

1.3 正定矩阵定义及性质
1.4 正定矩阵 示例

这里写图片描述

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/232340.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • ADFS配置

    ADFS配置https blog joden123 top 2019 03 11 sso adfs adfs install

    2025年6月13日
    4
  • idea2021激活码【2021免费激活】「建议收藏」

    (idea2021激活码)本文适用于JetBrains家族所有ide,包括IntelliJidea,phpstorm,webstorm,pycharm,datagrip等。IntelliJ2021最新激活注册码,破解教程可免费永久激活,亲测有效,下面是详细链接哦~https://javaforall.net/100143.html…

    2022年3月22日
    495
  • oracle insert select语句

    oracle insert select语句oracleinsertselect语句

    2022年7月17日
    23
  • numpy安装过程

    numpy安装过程下载 numpy 库的详细方法安装前提 1 Python3 8 安装完成并能够正常使用 2 下载相应的 numpy 安装包 whl 格式安装详细步骤 首先 点击下面的链接进入 numpy 下载官网链接地址 添加链接描述进去之后 点击文档下载 进入界面 cp37 指对应的 Python 版本 还要注意后面的 32 64 是你的系统然后点击下载 下载到你 Python 下面的 Scripts 文件夹下 打开 cmd 输入命令行 pipinstallnu 文件名 whl 出现 Successfulin

    2025年9月7日
    4
  • 电阻电容电感的常用标注方法(手机电容和电阻的区分)

    认识电容及电容电阻的标注   一、认识电容及电容的标注①电容的功能和表示方法。由两个金属极,中间夹有绝缘介质构成。电容的特性主要是隔直流通交流,因此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。电容在电路中用“C”加数字表示,比如C8,表示在电路中编号为8的电容。②电容的分类。电容按介质不同分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。按极性分为:有极性电容和无极性电

    2022年4月12日
    138
  • 那些常见的C++、Qt基础面试题「建议收藏」

    那些常见的C++、Qt基础面试题「建议收藏」前言又到了金三银四的季节,每年这个时候都是跳槽的高峰期,在整理电脑资料的过程中发现一些之前记录的面试过程中最常提到的C++和Qt相关问题,其实都是些很基础的知识点,但是在面试过程中出镜率非常高。总结如下,暂不附答案,仅供参考。正文废话不多说,直接上题。C++基础篇1.线程同步的方式有哪些2.线程间通信如何实现3.进程间通信如何实现4.IO模型用过哪些5.IO实现的方式有哪些6.用过哪些STL7.迭代器实现怎么产生的,如何避免8.vector、list、map实现原理9.如何实现多

    2022年6月25日
    53

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号