Докажите, что максимальное распределение энтропии с фиксированной ковариационной матрицей является гауссовым


13

Я пытаюсь обдумать следующее доказательство того, что гауссиан обладает максимальной энтропией.

Как помеченный шаг имеет смысл? Определенная ковариация только фиксирует второй момент. Что происходит с третьим, четвертым, пятым моментами и т. Д.?

введите описание изображения здесь

Ответы:


13

Помеченный шаг действителен, потому что (a) и q имеют одинаковые нулевые и вторые моменты и (b) log ( p ) - полиномиальная функция компонентов x , члены которых имеют суммарные степени 0 или 2 .pqlog⁡(p)x02


Вам нужно знать только две вещи о многомерном нормальном распределении с нулевым средним:

  1. log⁡(p)x=(x1,x2,…,xn) Cpij

    log⁡(p(x))=C+∑i,j=1npijxixj.

    CpijΣ

  2. Σ

    Σij=Ep(xixj)=∫p(x)xixjdx.

Мы можем использовать эту информацию для разработки интеграла:

∫(q(x)−p(x))log⁡(p(x))dx=∫(q(x)−p(x))(C+∑i,j=1npijxixj)dx.

Он разбивается на сумму двух частей:

  • ∫(q(x)−p(x))Cdx=C(∫q(x)dx−∫p(x)dx)=C(1−1)=0qp

  • ∫(q(x)−p(x))∑i,j=1npijxixjdx=∑i,j=1npij∫(q(x)−p(x))xixjdx=0∫q(x)xixjdx∫p(x)xixjdxΣij

∫(q(x)−p(x))log⁡(p(x))dx=0∫q(x)log⁡(p(x))dx=∫p(x)log⁡(p(x))dx.


1

Я думаю, что происходит, что в интегралах в (4.27) и (4.28) вы имеете Q(Икс) и п(Икс) умножение сроков формы σяJИксяИксJ (так как п(Икс)нормальная плотность, когда вы берете журнал, вы получаете именно такие термины из показателя степени плюс константы). Но тогда условие в теореме гарантирует, что эти члены умножаются нап(Икс) из Q(Икс) интегрировать в то же значение.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.