私は行列の表記法を理解しようとしています、そしてベクトルと行列で作業しています。
今、私は、係数のベクトルを推定する方法を理解したいと思いβ重回帰では計算されます。
基本的な方程式は
ここで、ベクトルここでどのように解決しますか?
編集:待って、行き詰まっています。私は今ここにいて、続行する方法がわかりません:
のすべてのためにインターセプトされます。
私を正しい方向に向けることができますか?
私は行列の表記法を理解しようとしています、そしてベクトルと行列で作業しています。
今、私は、係数のベクトルを推定する方法を理解したいと思いβ重回帰では計算されます。
基本的な方程式は
ここで、ベクトルここでどのように解決しますか?
編集:待って、行き詰まっています。私は今ここにいて、続行する方法がわかりません:
のすべてのためにインターセプトされます。
私を正しい方向に向けることができますか?
回答:
我々は持っています
。
コンポーネントを使用して式を明示的に記述することで表示できます。たとえば、ではなくと記述します。次に、、、...、に関する導関数を取り、すべてをスタックして答えを取得します。すばやく簡単に説明するには、から始めます。 β β 1 β 2 β P、P = 2
経験に基づいて、一般的なルールを作成します。その一部は、たとえば、そのドキュメントに記載されています。
質問の追加部分をガイドするために編集します
、我々は持っています
に関する導関数は、
同様に、に関する導関数は
したがって、に関する導関数は
ここで、最後の式を次のように書き換えることができます。
もちろん、すべてが同じように大きなに対して行われます。
マトリックスクックブックの数式を使用することもできます。我々は持っています
ここで、各用語の導関数を取ります。ことに気が付くでしょう。に関する項の導関数はゼロです。残りの期間Y ' Y β
関数の形
本の11ページの式(88)では、、およびです。導関数は式(89)で与えられます。A = X ' X B = - 2 X '、Y
そう
今以来我々は所望の解を得ます:
これは、実際により一般的な設定への適用があり、私が有用であると思う回帰の二乗和を最小化するための手法です。
ベクトル行列計算を完全に回避しようとしましょう。
を最小化することに関心があるとし ここで、および。簡単にするために、およびと仮定します。Y ∈ R nはX ∈ R N × P β ∈ R P P ≤ N rはN個のK(X)= P
すべてのについて、 E=‖Y-X β +X β -Xβ‖ 2 2
右側の最後の項がすべてのに対してゼロであるようなベクトル(見つける!)選択できる場合、それは。 β分βE≥‖Y-X β ‖ 2 2
しかし、すべてのためのの場合に限りとこの最後の方程式は、場合にのみ当てはまります。したがって、はを取ることで最小化されます。β X T(YX T X β = X T Y E β = (X T X )- 1 X T y
これは微積分を避けるための「トリック」のように見えるかもしれませんが、実際にはより広いアプリケーションがあり、興味深いジオメトリがいくつかあります。
この手法により、導関数がどの行列-ベクトル計算アプローチよりもはるかに単純になる1つの例は、行列の場合に一般化した場合です。ましょう、および。パラメータの行列 全体でを最小化したいとし ます。ここで、は共分散行列です。
上記と全く同様のアプローチは、をとることによって、の最小値が達成されることを すばやく確立し つまり、応答が共分散ベクトルであり、観測値が独立している回帰設定では、応答の成分に対して個別の線形回帰を行うことにより、OLS推定が達成されます。Σ
理解に役立つ方法の1つは、行列代数を使用せずに、各コンポーネントをそれぞれの点で区別し、結果を列ベクトルに「格納」することです。だから私たちは:
これで、ベータごとに1つずつ、のこれらの方程式ができました。これはチェーンルールの単純なアプリケーションです。
これで、括弧内の合計を だからあなたは得る:
これでのこれらの方程式ができました。列ベクトルに「スタック」します。どのように注意してくださいに依存項のみである我々は、ベクターにこれを積み重ねることができるように、と我々が得ます:
これで、ベータを合計の外に出すことができます(ただし、合計のRHSを維持する必要があります)。次に、詳細を調べます。
smallmatrixなかったため、数式を数行に分割する通常の解決策はここでは機能しなかったため、編集を試みませんでした。