Örnek olarak verilen kovaryans matrisinin tarafsız tahmin veri noktaları x i ∈ R, D olan Cı = 1nxi∈Rdburada ˉ x =∑xi/ntüm noktaların ortalamasıdır. (Xi- ˉ x ) 'iziolarakgösterelim. 1
C=1n−1∑i=1n(xi−x¯)(xi−x¯)⊤,
x¯=∑xi/n(xi−x¯)zi faktörü sıralamayı değiştirmez ve toplamdaki her bir terimin (tanımı gereği) sıralaması
1'dir, bu nedenle sorunun özü aşağıdaki gibidir:
1n−11
Neden gelmez var rank n - 1 ve rütbe değil , n biz toplayarak çünkü o, göründüğü gibi n rank- 1 matrisler?∑ziz⊤in−1nn1
Cevap, bağımsız olmadığı için olur . Yapım aşamasında, ∑ z i = 0 . Bildiğiniz Yani eğer n - 1 ve z ı , ardından son kalan z n tamamen belirlenir; Biz toplanmasıyla değildir , n , bağımsız rank- 1 matrisler, yalnızca toplanmasıyla edilir , n - 1 bağımsız rank- 1 matrisler ve daha sonra bir kere daha rank- ilave 1 tam doğrusal geri kalanı tarafından belirlenir matrisi. Bu son ekleme genel rütbeyi değiştirmez.zi∑zi=0n−1ziznn1n−111
Biz yeniden, doğrudan görebilirsiniz olarak z , n = - n - 1 Σ i = 1 , Z i , ve hemen yukarıda ifade takın: n Σ i = 1 Z i z ⊤ i = N - 1 ∑ i = 1 z i z ⊤ i + ( - n - 1 ∑ i = 1∑zi=0
zn=−∑i=1n−1zi,
Şimditoplamdasadece n - 1 terimi kalmıştır ve toplamın en fazla n - 1 derecesine sahip olabileceği açıktır.∑i=1nziz⊤i=∑i=1n−1ziz⊤i+(−∑i=1n−1zi)z⊤n=∑i=1n−1zi(zi−zn)⊤.
n−1n−1
Bu sonuç, bu arada, neden kovaryans tahmincisi faktörün neden olduğunu ima ve1değil1n−1 .1n
Yukarıdaki yorumlarda bahsettiğim geometrik sezgi, bir kişinin 2B'deki iki noktaya her zaman 1D çizgisi sığabilmesi ve 3B'deki 3 noktaya her zaman 2B düzlemi sığabilmesidir, yani altuzayın boyutu her zaman ; bu sadece işe yarar çünkü bu çizginin (ve düzlemin) noktalarımıza uyması için "hareket ettirilebileceğini" varsayıyoruz. "Konumlandırma" bu hat (ya da düzlem) içinden geçecek şekilde ˉ X yukarıda cebirsel argüman merkezleme eşdeğerdir.n−1x¯