Was ist eine isotrope (sphärische) Kovarianzmatrix?


Antworten:


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Eine Kovarianzmatrix wird als isotrop oder sphärisch bezeichnet , wenn sie proportional zur Identitätsmatrix ist: dh sie ist diagonal und alle Elemente auf der Diagonale sind gleich.C = λ I ,C

C=λI,

Diese Definition hängt nicht vom Koordinatensystem ab. Wenn wir das Koordinatensystem mit einer orthogonalen Rotationsmatrix drehen , verwandelt sich die Kovarianzmatrix in dh es bleibt gleich.V ⊤ C V = V ⊤ ⋅ λ I ⋅ V = V ⊤ V ⋅ λ I = λ I ,V

V⊤CV=V⊤⋅λI⋅V=V⊤V⋅λI=λI,

Intuitiv entspricht die isotrope Kovarianzmatrix einer "sphärischen" Datenwolke. Eine Kugel bleibt nach der Drehung eine Kugel.


Was ist, wenn die Variablen gedreht werden können, um zur Kovarianzmatrix zu gelangen? λI
— Aksakal

@Aksakal Siehe Update.
— Amöbe

+1. Seltsamerweise gilt eine völlig andere Definition von "isotrop" auch für da es - wie bei Kovarianzmatrizen üblich - eine quadratische Form auf einem realen Vektorraum darstellt. In diesem anderen Sinne ist die einzige isotrope Kovarianzmatrix die Nullmatrix! C
— whuber

@whuber Interessant! Ich erinnerte mich nicht daran, dass es einen Begriff von "isotropen" quadratischen Formen gibt. Aber wäre beim Lesen der Definition jetzt keine Kovarianzmatrix mit mindestens einem Null-Eigenwert in diesem Sinne "isotrop"?
— Amöbe

Sie haben Recht - ich habe den Quantifizierer falsch angegeben. Per Definition hat eine isotrope quadratische Form mindestens einen isotropen Vektor ungleich Null (anstatt dass alle Vektoren isotrop sind).
— whuber

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Die Kovarianz ist nur eine Funktion von. Sie können eine Definition finden dort .|x−x′|

Edit: Entschuldigung, ich habe falsch verstanden, für Matrix ist die richtige Antwort die von Amöben.


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Die Fragen stellt über Kovarianz Matrix . Natürlich kann eine Matrix als Funktion angesehen werden, aber ich denke, dies erfordert einige Ausarbeitungen für das OP.
— Amöbe
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