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5 最小二乘解

时间:2019-05-02 15:53:04      阅读:105      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:ram   element   details   最小二乘解   线性   mes   orm   子空间   org   

https://blog.csdn.net/kokerf/article/details/72437294

对于线性方程组,解的判别条件如下:
1. Ax=0Ax=0 总有解,至少有零解
2. Am×nx=0Am×nx=0
 当r(A)=nr(A)=n,只有零解
 当r(A)<nr(A)<n,有无穷多解
3. Am×nx=bAm×nx=b
 当r(A)≠r(A|b)r(A)≠r(A|b),无解
 当r(A)=r(A|b)=nr(A)=r(A|b)=n,有唯一解
 当r(A)=r(A|b)=r<nr(A)=r(A|b)=r<n,有无穷多解

我一般我们会面临形如Am×nx=bAm×nx=b的方程。我们考虑测量数据和我们需要的解的参数之间的关系,该方程的解可以分为以下几种情况:

如果m<nm<n,未知数大于方程数。那么解不唯一,存在一个解矢量空间。
如果m=nm=n,那么只要AA可逆(非奇异,也就是满秩)就有唯一解,解为x=A−1bx=A−1b。
如果m>nm>n,方程数大于未知数。方程一般没有解,除非bb属于AA的列向量组成的子空间

 

正规方程
  线性最小二乘问题也可以使用正规方程(normal equations )的方法来解。考虑Am×nx=bAm×nx=b,其中m>nm>n。这个方程一般不存在解,所以去找最小化范数 ∥Ax−b∥‖Ax−b‖的矢量xx。把AA写成列空间的形式A=(a1,a2,...,an)A=(a1,a2,...,an),其中aiai为mm维列向量,那么当xx变量所有的值的时候,可以认为向量AxAx遍历了AA的整个列空间,即由AA的列生成的RmRm的子空间。而我们需要找到在这个子空间中最接近向量bb的那个情况。

  几何上我们可以这么理解,要是AxAx最接近bb,我们需要使得∥Ax−b∥‖Ax−b‖最小,也就是让向量Ax−bAx−b垂直AA的列空间。如下图
技术图片

 

5 最小二乘解

标签:ram   element   details   最小二乘解   线性   mes   orm   子空间   org   

原文地址:https://www.cnblogs.com/kekeoutlook/p/10802432.html

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