В модели мы могли бы оценить используя нормальное уравнение:
Вектор невязок оценивается как
где
Мой вопрос заключается в том, как получить вывод
В модели мы могли бы оценить используя нормальное уравнение:
Вектор невязок оценивается как
где
Мой вопрос заключается в том, как получить вывод
Ответы:
Заключение просто считает размеры векторных пространств. Однако это не совсем так.
Самые основные свойства матричного умножения показывают , что линейное преобразование представлено матрицей удовлетворяет
выставляя его в качестве оператора проекции . Поэтому его дополнение
(как указано в вопросе) также является оператором проекции. След - это его ранг h (см. Ниже), откуда след Q равен n - h .
Из самой формулы ясно, что является матрицей, связанной с композицией двух линейных преобразований J = ( X ' X ) - X ' и самого X. Первый ( J ) переводит п - вектор у в р -векторных р . Второй ( Х ) представляет собой преобразование из R р к R п определяется у = Х β
тогда и только тогда, когда J имеет полный ранг; и вообще n ≥ tr ( Q ) ≥ n - p . В первом случае модель называется «идентифицируемой» (для коэффициентов β ).
будет иметь полный ранг тогда и только тогда, когда X ′ X обратим.
представляет ортогональную проекцию из n -векторов y (представляющих «отклик» или «зависимую переменную») на пространство, охватываемое столбцами X (представляющие «независимые переменные» или «ковариаты»). Разница Q = 1 - H показывает, как разложить любой n- вектор y на сумму векторов y = H ( y ) + Q ( y ) , где первое можно «предсказать» из X, а второе перпендикулярно ему. , Когда р
Оператор проекции на векторном пространстве (например, R п ) представляет собой линейное преобразование Р : V → V (то есть, эндоморфизм из V ) таким образом, что Р 2 = Р . Это делает его дополнение Q = 1 - P оператором проекции тоже, потому что
Все проекции фиксируют каждый элемент своих изображений, потому что всякий раз, когда мы можем записать v = P ( w ) для некоторого w ∈ V , откуда w = P ( v ) = P 2 ( v ) = P ( P ( v ) ) = P ( w ) .
Associated with any endomorphism of are two subspaces: its kernel
The trace of equals the trace of (equal to , the dimension of ) minus the trace of .
These results may be summarized with the assertion that the trace of a projection equals its rank.
@Dougal has already given an answer, but here is another one, a bit simpler.
First, let's use the fact that . So, we get:
Assume that and that is full-rank.
Consider the compact singular value decomposition , where is diagonal and have (but note is rank at most so it cannot be ). Then
Now, there exists a matrix such that is unitary. We can write