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矩阵求导解最小二乘问题

时间:2015-03-27 01:14:11      阅读:277      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

关于最小二乘问题的求解,之前已有梯度下降法,还有比较快速的牛顿迭代。今天来介绍一种方法,是基于

矩阵求导来计算的,它的计算方式更加简洁高效,不需要大量迭代,只需解一个正规方程组

 

在开始之前,首先来认识一个概念和一些用到的定理。矩阵的迹定义如下

 

一个技术分享的矩阵技术分享的迹是指技术分享的主对角线上各元素的总和,记作技术分享。即

 

           技术分享

 

技术分享

 

                        技术分享

技术分享

             技术分享

 

好了,有了上述7个定理,就可以来求最小二乘解了。设

 

  技术分享

 

那么进一步得到

 

    技术分享

 

接下来会涉及到矩阵求导,因为

 

    技术分享

 

那么进一步利用矩阵求导并利用上述定理,得到

 

    技术分享

 

我们知道在极值点处梯度值为零,即

 

    技术分享

 

上述得到的方程组叫做正规方程组,那么最终得到

 

    技术分享

 

这样最小二乘问题只需解一个线性方程组即可,不再需要像梯度下降那样迭代了。

 

既然说到了正规方程组,在介绍一种方程组,叫做超定方程组,它的定义为:把方程个数大于未知量个数的方

程组叫做超定方程组。通常来说,对于一个超定方程组技术分享来说,求最小二乘解只需要两边同时乘技术分享的转

置,然后得到正规方程组技术分享,然后解这个方程就得到了最小二乘解。

 

 

矩阵求导解最小二乘问题

原文:http://blog.csdn.net/acdreamers/article/details/44662633

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