回答:
1つはglibになりたがり、二次形式が
が正の半定値である場合、それが最小であるが存在し、その最小値が(βに関する勾配をゼロに設定することにより)正規方程式で求められます。
そこに関わらずランクの少なくとも一つの解が存在しなければならない。しかし、この議論は、純粋に代数的な発言であるように見える質問の精神にあるようには見えません。おそらく、そのような方程式に解が必要な理由を理解し、正確にどのような条件下で理解するのが興味深いでしょう。では、最初からやり直して、最小二乗との関係がわからないふりをしてみましょう。
それはすべて転置であるX ′の意味に帰着します。これは、単純な定義、適切な表記、および非縮退セスキリニア形式の概念の問題であることが判明します。Xは、n行(観測ごとに1つ)とp列(変数ごとに1つ、ある場合は定数を含む)の「設計行列」で あることを思い出してください。したがって、ベクトル空間V = R pからW = R nへの線形変換を表します。
線形変換と見なされるの転置は、双対空間X ′の線形変換です:W ∗ → V ∗。X ′ Xのような構成を理解するには、W ∗をWで識別する必要があります。これは、Wの通常の内積(平方和)が行うことです。
実際には、VとWでそれぞれ定義された2つの内積とg Wがあります。これらは、非縮退である実数値の双一次対称関数です。後者は、
この抽象的な代数的デモンストレーションの興味深い結果の1つは、任意のベクトル空間で正規方程式を解くことができることです。 結果は、たとえば、複雑な空間、有限体上の平方(平方和の最小化はほとんど意味がない)、さらには適切な等線形形式をサポートする無限次元の空間にも当てはまります。
典型的な回帰では、Xは細いため、確かに可逆ではありません(ただし、可逆のままにしておくこともできます)。Xが細く、可逆のままである場合、X ^ T * Xは可逆であることを証明するのは簡単です(助けが必要か尋ねてください)。この場合、解決策は1つだけです。また、Xに完全な列ランクがない場合、X ^ T * Xは完全なランクにならないため、システムが不確定になります。