(よく知られているように)変量正規分布を正規化することで単位球上の均一分布 が得られ、正規化ベクトルの内積はそれらの相関係数であるため、3つの答えは質問は次のとおりです。 D tSD − 1Dt
((D − 1 )/ 2 、(D − 1 )/ 2 )u = (t + 1 )/ 2にはベータ分布があります。((D − 1 )/ 2 、(D − 1 )/ 2 )
の分散は等しくなります(質問で推測されます)。1 / Dt1 / D
の標準化された分布は、割合で正規性に近づきO (1tO (1D)。
方法
単位ベクトルのドット積の正確な分布は、幾何学的に簡単に取得できます。これは、これが最初の方向の2番目のベクトルの成分だからです。2番目のベクトルは1番目のベクトルから独立しており、単位球に均一に分布しているため、第1方向の成分は球の座標と同じように分布します。(最初のベクトルの分布は重要ではないことに注意してください。)
密度を見つける
したがって、その座標を最後にすると、での密度は、単位球上のと間の高さにある表面積に比例します。その割合は、高さおよび半径ベルト内で発生しますこれは、基本的に半径のから構成される円錐台です高さおよび勾配。確率はそれに比例しますT 、T + D TT ∈ [ - 1 、1 ]tt + dt√dtS D - 2 √1 − t2−−−−−√、SD − 2dt1/ √1 − t2−−−−−√、dt1 / 1 - トン2−−−−−√
(1−t2−−−−−√)D − 21 -t2−−−−−√dt = (1 − t2)(D − 3 )/ 2dトン。
まかせ伴う。これを上記の値に代入すると、確率要素が正規化定数になります。T = 2 U - 1U = (T + 1 )/ 2 ∈ [ 0 、1 ]t = 2 u − 1
fD(u)du∝(1−(2u−1)2)(D−3)/2d(2u−1)=2D−2(u−u2)(D−3)/2du.
がベータ分布を持っているのは即座です。なぜなら、(定義により)その密度も((D − 1 )/ 2 、(D − 1 )/ 2 )u=(t+1)/2((D−1)/2,(D−1)/2)
あなたは(D − 1 )/ 2 − 1(1 − u )(D − 1 )/ 2 − 1= (u − u2)(D − 3 )/ 2∝fD(u )。
制限動作の決定
基本的な手法を使用して制限動作に関する情報が簡単に得られますを統合して、比例定数を取得できます ; を統合して(たとえばベータ関数のプロパティを使用して)モーメントを取得し、分散がで縮小することを示し(したがって、チェビシェフの定理により、確率は付近に集中します); そして、制限分布は、比例する標準化された分布の密度の値を考慮して、Γ (nはfDtkfD(t)1/D0t=0fD(t/√Γ (n2)π√Γ (D − 12)tkfD(t )1 / D0t = 0tfD(t / D−−√)、t:
ログ(fD(t / D−−√))= C(D )+ D − 32ログ(1−t2D)=C(D)−(1/2+32D)t2+O(t4D)→C−12t2
ここで、は積分の(ログ)定数を表します。明らかにこれが正規性に近づく速度(対数密度が等しい)は− 1CO(1−12t2O(1D).
このプロットは、単位分散に標準化された 4、6、10の内積の密度とそれらの限界密度を示しています。の値は、とともに増加します(標準の標準密度では、青から赤、金、そして緑へと変化します)。濃度、この解像度で通常の密度と区別できないであろう。0 D D = 1000年D=4,6,100DD=1000