残差と行列計算の合計(ステップバイステップ)


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  1. 残差の合計を行列形式で記述します。

試行:(y−Xβ)T(y−Xβ)=yTy−βTXTy−yTXβ+βTXTXβ=yTy−2yTXβ+βTXTXβ.

  1. これを最小化し、β^=(XTX)−1XTyます。

試行:∂SSR(β)∂β=−2yTX+2XTXβ=0→XTXβ=yTX→β^=(XTX)−1yTX=(XTX)−1XTy.

私は行列計算を研究していないので、計算のステップについて少し混乱しています。最初の問題では、方程式の最初の等式に使用されるルールを教えてください。そして2番目の問題では、差別化の最初のステップについて少し混乱しています。

計算を段階的に見せてくれて本当に感謝しています。

回答:


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ましょうである行列(またはベクターのいずれかであり又はである)、 A,Bm×nmn1

(1)(A+B)T=AT+BT(2)(AB)T=BTAT

したがって、 行1は使用し、行2は使用し、最後は行は、とが両方ともスカラーであるというます。

(y−Xβ)T(y−Xβ)=(yT−(Xβ)T)(y−Xβ)=(yT−βTXT)(y−Xβ)=yT(y−Xβ)−βTXT(y−Xβ)=yTy−yTXβ−βTXTy+βTXTXβ(3)=yTy−2yTXβ+βTXTXβ
(1)(2)yTXββTXTy1×1

ましょするベクトルと対称行列。行列計算には次の規則があります。 a,xn×1An×n

(4)d aTzd z=a(5)d zTAzd z=2Az

これらをに関する微分適用すると、一次条件が得られます: 解くと、通常のOLS式が得られます。(3)β

−2XTy+2XTXβ=0
β

ありがとう。差別化のために言及したルールの証拠を見るために、ソースを推奨できますか?
— シヒョンキム

@SihyunKimは、ウィキペディアの行列計算に関するエントリから始まります。
— Herr K.
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