ความแปรปรวนร่วมของเวกเตอร์สุ่มหลังจากการแปลงเชิงเส้น


20

ถ้าเป็นเวกเตอร์แบบสุ่มและเป็นเมทริกซ์คงที่ใครบางคนสามารถอธิบายได้ว่าทำไมZA

โอโวลต์[AZ]=Aโอโวลต์[Z]A.

คำตอบ:


26

สำหรับการสุ่ม (คอลัมน์) เวกเตอร์มีค่าเฉลี่ยเวกเตอร์เมทริกซ์ความแปรปรวนร่วมจะถูกกำหนดเป็น\ operatorname {cov} (\ mathbf {Z}) = E [( \ mathbf {Z} - \ mathbf {m}) (\ mathbf {Z} - \ mathbf {m}) ^ T] ดังนั้นเมทริกซ์ความแปรปรวนร่วมของA \ mathbf {Z}ซึ่งมีค่าเฉลี่ยของเวกเตอร์คือA \ mathbf {m} , ได้รับโดย \ start {align} \ operatorname {cov} (A \ mathbf {Z}) & = E [( A \ mathbf {Z} -A \ mathbf {m}) (A \ mathbf {Z} -A \ mathbf {m}) ^ T] \\ & = E [A (\ mathbf {Z} - \ mathbf {m }) (\ mathbf {Z} - \ mathbf {m}) ^ TA ^ T] \\ & = AE [(\ mathbf {Z} - \ mathbf {m}) (\ mathbf {Z} - \ mathbf {m }) ^ T] A ^ T \\ & = A \ operatorname {cov} (\ mathbf {Z}) A ^ T \ end {} ชิดm = E [ Z ] cov ( Z ) = E [ ( Z - m ) ( Z - m ) T ] A Z A m cov ( A Z )Zm=E[Z]cov(Z)=E[(Zm)(Zm)T]AZAm

cov(AZ)=E[(AZ-Aม.)(AZ-Aม.)T]=E[A(Z-ม.)(Z-ม.)TAT]=AE[(Z-ม.)(Z-ม.)T]AT=ACOV(Z)AT.

1
ฉันแก้ไขคำผิดของฉัน ขอบคุณที่ชี้ให้เห็นข้อผิดพลาดของฉัน
user92612

4

ฉันจะเพิ่มคำตอบโดย Dilip Sarwate ว่าผลลัพธ์เดียวกันยังมีไว้สำหรับการแปลงรูปแบบ : c o v ( Z A T ) = A c o v ( Z ) A TZAT

โอโวลต์(ZAT)=Aโอโวลต์(Z)AT

ใช้วิธีการเดียวกัน:

โอโวลต์(ZAT)=E[(ZAT-ม.AT)(ZAT-ม.AT)T]=E[(Z-ม.)ATA(Z-ม.)T]=E[A(Z-ม.)(Z-ม.)TAT]=AE[(Z-ม.)(Z-ม.)T]AT=Aโอโวลต์(Z)AT

ใช้ในขั้นตอนที่ (3): A B T B A TABTBAT=BAATBT

ABTBAT=((ABTBAT)T)T=(BATABT)T=B(BATA)T=BAATBT
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.