特征分解 奇异值分解

特征分解:将矩阵分 解成一组特征向量和特征值。

方阵 A 的 特征向量(eigenvector)是指与 A 相乘后相当于对该向量进行缩放 的非零向量 v

标量 λ 被称为这个特征向量对应的 特征值(eigenvalue)。(类似地,我们也可以

定义 左特征向量(left eigenvector)v?A = λv?,但是通常我们更关注 右特征向量 (right eigenvector))

如果V是A的特征向量,那么任何放缩后的 sv (s为任意非零实数)也是A的特征向量,所以A的特征向量我们只考虑单位特征向量。假设矩阵A有n个线性无关的特征向量,对应着特征值

类似地,我们也可以将特征值连接成一个向量 λ = [λ1, . . . , λn]?。 因此 A 的 特征分解(eigendecomposition)可以记作

所有特征值都是正数的矩阵被称为 正定(positive definite);所有特征值都是非 负数的矩阵被称为 半正定(positive semidefinite)。同样地,所有特征值都是负数的 矩阵被称为 负定(negative definite);所有特征值都是非正数的矩阵被称为 半负定

(negative semidefinite)。半正定矩阵受到关注是因为它们保证 ?x, x?Ax ≥ 0。此外, 正定矩阵还保证 x?Ax = 0 ? x = 0。

接下来说些在知乎上看到的一些对特征值分解含义的一些看法:如果把矩阵看作是运动的话,特征值表示速度的大小,特征向量表示运动的方向

特征值分解是针对于方阵的,应用有PCA降维,数据压缩(比如图片的压缩)。

奇异值分解,是特征值分解更一般的情况。奇异值分解的应用有推荐系统,数据压缩。

通过奇异值分解,我 们会得到一些与特征分解相同类型的信息。然而,奇异值分解有更广泛的应用。每 个实数矩阵都有一个奇异值分解,但不一定都有特征分解。

奇异值分解是类似的,只不过这回我们将矩阵 A 分解成三个矩阵的乘积:

A = UDV?

参考资料:

https://www.zhihu.com/question/21874816

原文地址:https://www.cnblogs.com/earendil/p/9157135.html

时间: 2024-07-30 10:56:20

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【机器学习】从特征分解,奇异值分解到主成分分析

1.理解特征值,特征向量 一个对角阵\(A\),用它做变换时,自然坐标系的坐标轴不会发生旋转变化,而只会发生伸缩,且伸缩的比例就是\(A\)中对角线对应的数值大小. 对于普通矩阵\(A\)来说,是不是也可以找到这样的向量,使得经\(A\)变换后,不改变方向而只伸缩?答案是可以的,这种向量就是\(A\)的特征向量,而对应的伸缩比例就是对应的特征值. 特征值会有复数是为什么? 首先要知道,虚数单位\(i\)对应的是旋转\(90^o\),那么,如果特征值是复数,则对应的特征向量经矩阵\(A\)变换后将

矩阵特征分解介绍及雅克比 Jacobi 方法实现特征值和特征向量的求解 C++/OpenCV/Eigen

对角矩阵(diagonal matrix):只在主对角线上含有非零元素,其它位置都是零,对角线上的元素可以为0或其它值.形式上,矩阵D是对角矩阵,当且仅当对于所有的i≠j, Di,j= 0. 单位矩阵就是对角矩阵,对角元素全部是1.我们用diag(v)表示一个对角元素由向量v中元素给定的对角方阵.对角矩阵受到关注的部分原因是对角矩阵的乘法计算很高效.计算乘法diag(v)x,我们只需要将x中的每个元素xi放大vi倍.换言之,diag(v)x = v⊙x.计算对角方阵的逆矩阵也很高效.对角方阵的逆

第二章 线性代数

标量.向量.矩阵.张量 矩阵和向量相乘 单位矩阵和逆矩阵 线性相关和生成子空间 范数 特殊类型的矩阵和向量 特征分解 奇异值分解 Moore-Penrose伪逆 迹运算 行列式

特征值分解,奇异值分解(SVD)

特征值分解和奇异值分解在机器学习领域都是属于满地可见的方法.两者有着很紧密的关系,我在接下来会谈到,特征值分解和奇异值分解的目的都是一样,就是提取出一个矩阵最重要的特征. 1. 特征值: 如果说一个向量v是方阵A的特征向量,将一定可以表示成下面的形式: 写成矩阵形式: 这时候λ就被称为特征向量v对应的特征值,一个矩阵的一组特征向量是一组正交向量. 2. 特征分解: 特征值分解是将一个矩阵分解成下面的形式: 其中Q是这个矩阵A的特征向量组成的矩阵,正交矩阵是可逆的.Σ?=?diag(λ1,?λ2,

矩阵分解之奇异值分解

矩阵分解之奇异值分解 引言 首先说矩阵,矩阵是一个难理解的数学描述,不管是在本科阶段的线性代数课上还是在研究生阶段的矩阵分析课上,都没有使我对矩阵产生什么好感,虽然考试也能过关,基本知识也能理解,但就是不知道有卵用.直到接触了机器学习相关算法论述时,发现好多的机器学习算法最终的描述都是通过矩阵分析相关知识推导而来,才知道了矩阵分析是非常有用的,但是到现在为止,还是没有什么好感.然后为什么要讲到奇异值分解,主要是在读<数学之美>中读到了采用奇异值分解解决文本分类问题的巧妙之处.首先在新闻分类中通

奇异值分解(SVD)的之低秩近似和特征降维

我们在这一篇<模式识别.推荐系统中常用的两种矩阵分解-----奇异值分解和非负矩阵分解 >中详细介绍了矩阵奇异值分解的数学证明,我们沿用这一篇的博文的符号,继续讨论这一章的内容. 矩阵的奇异值分解定理: 设矩阵,秩为,,则该矩阵可以分解为: 也可以表示为: . 其中:为矩阵(或者)的非零向量,为的对应特征向量,为的对应特征向量,. SVD的第一个作用之低秩近似(Low Rank Approximation): ,, 即用矩阵近似. SVD的第二个作用之特征降维(Dimensionality R

矩阵特征值分解与奇异值分解含义解析及应用

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特征/SVD分解、PCA(图像压缩)回顾【未完待续】

一.特征分解(手写word截图) 1 %% Matlab验证代码 2 a=[1 2 3;2 1 3;3 3 6] 3 [x,y]=eig(a) %% x矩阵每一列代表 lamda123 对应的特征向量 4 diag(y) %% y矩阵的对角元素是对应特征值lamda123 原文地址:https://www.cnblogs.com/winslam/p/9971732.html