Encontrar la matriz de una forma cuadrática

Quiero encontrar la matriz de forma cuadrática. q = i = 1 pag ( y i y ¯ ) 2 .

Por favor, ayúdame a encontrarlo.


Por ejemplo, he encontrado la matriz de forma cuadrática para q = pag y ¯ 2 como sigue:

q = pag ( y 1 + y 2 + . . . + y pag pag ) 2

q y 1 = 2 ( y 1 + y 2 + . . . + y pag pag )

. . . .

q y pag = 2 ( y 1 + y 2 + . . . + y pag pag )

1 2 q y = ( 1 / pag 1 / pag 1 / pag 1 / pag 1 / pag 1 / pag 1 / pag ) ( y 1 . . . y pag ) = A ( y 1 . . . y pag )
dónde A es matriz de forma cuadrática.


Pero no puedo encontrar esta matriz A para q = i = 1 pag ( y i y ¯ ) 2 .

Gracias por ayudar.

Nota: mi solución de prueba para la pregunta que hice de la siguiente manera;

¿Es esto cierto? Si no, por favor muestre la solución. Gracias.

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Respuestas (3)

Si expande las sumas de los primeros valores de pag , surge un patrón claro:

i 1 2 ( y i y ¯ ) 2 = 1 2 ( y 1 2 + y 2 2 2 y 1 y 2 ) i = 1 3 ( y i y ¯ ) 2 = 1 3 ( 2 y 1 2 + 2 y 2 2 + 2 y 3 2 2 y 1 y 2 2 y 1 y 3 2 y 2 y 3 ) i = 1 4 ( y i y ¯ ) 2 = 1 4 ( 3 y 1 2 + 3 y 2 2 + 3 y 3 2 + 3 y 4 2 2 y 1 y 2 2 y 1 y 3 2 y 1 y 4 2 y 2 y 3 2 y 2 y 4 2 y 3 y 4 )
Supongo que, en general,
i = 1 pag ( y i y ¯ ) 2 = 1 pag ( ( pag 1 ) i y i 2 i j y i y j )
Ahora puede construir la matriz para esta forma cuadrática mediante inspección:
a i j = { pag 1 pag  \text{si} i=j  1 pag  \text{si} i\neq j 
La prueba sigue la derivación en la respuesta de HR: expanda los términos en la suma, extraiga pag fuera de y ¯ 's y reorganizar.

Esta es otra solución que creo que es más simple que la otra. Sugiero este porque es más compacto. Considera lo siguiente

(1) q = i = 1 PAG ( y i y ¯ ) 2 = i = 1 PAG ( y i 2 2 y i y ¯ + y ¯ 2 ) = i = 1 PAG y i 2 2 y ¯ i = 1 PAG y i + y ¯ 2 i = 1 PAG 1 = i = 1 PAG y i 2 2 y ¯ ( PAG y ¯ ) + PAG y ¯ 2 = i = 1 PAG y i 2 2 PAG y ¯ 2 + PAG y ¯ 2 = i = 1 PAG y i 2 PAG y ¯ 2

y por lo tanto

(2) q y k = y k ( i = 1 PAG y i 2 PAG y ¯ 2 ) = i = 1 PAG 2 y i y i y k 2 PAG y ¯ y ¯ y k = 2 i = 1 PAG d i k y i 2 PAG y ¯ 1 PAG = 2 ( i = 1 PAG d i k y i y ¯ ) = 2 ( i = 1 PAG d i k y i 1 PAG i = 1 PAG y i ) = 2 i = 1 PAG ( d i k 1 PAG ) y i = 2 i = 1 PAG A i k y i

y finalmente podemos concluir que

(3) A i k = d i k 1 PAG

o equivalente

(4) A i k = { 1 1 PAG i = k 1 PAG i k

Una vez que tengas y i 2 PAG y ¯ 2 , ya terminaste: esto es y T ( I METRO ) y , dónde METRO es la matriz para PAG y ¯ 2 que aparece antes en la pregunta. Hay un tentador paralelo con la forma del sumando. Me pregunto si hay alguna forma de obtener este resultado manipulando las matrices directamente.
Alternativamente, puede proceder bastante directamente a la matriz sin pasar por derivadas parciales: i y i 2 PAG y ¯ 2 = i , j d i j y i y j 1 PAG i , j y i y j = i , j ( d i j 1 PAG ) y i y j .
¡Acabo de verificar lo que hizo el OP para ese caso en una formulación abstracta! :)

Aquí hay una derivación abstracta. Prefiero usar ecuaciones en lugar de palabras. Así que presta atención a lo que te dice cada ecuación. Tenemos

(1) q = i = 1 PAG ( y i y ¯ ) 2 y ¯ = 1 PAG j = 1 PAG y j

Ahora observe lo siguiente

(2) q y k = y k i = 1 PAG ( y i y ¯ ) 2 = i = 1 PAG 2 ( y i y ¯ ) y k ( y i y ¯ ) = 2 i = 1 PAG ( y i y ¯ ) ( d i k 1 PAG ) = 2 i = 1 PAG ( j = 1 PAG ( d i j 1 PAG ) y j ) ( d i k 1 PAG ) = 2 j = 1 PAG ( i = 1 PAG ( d i j 1 PAG ) ( d i k 1 PAG ) ) y j

dónde d i j es el delta de Kronecker definido por

(3) d i j = { 1 i = j 0 i j

y podemos concluir que

(4) A k j = i = 1 PAG ( d i j 1 PAG ) ( d i k 1 PAG ) = i = 1 PAG ( d i j d i k 1 PAG ( d i j + d i k ) + 1 PAG 2 ) = i = 1 PAG d i j d i k 1 PAG i = 1 PAG ( d i j + d i k ) + 1 PAG 2 i = 1 PAG 1 = d i k 1 PAG ( 2 ) + 1 PAG 2 ( PAG ) = d i k 2 PAG + 1 PAG = d i k 1 PAG

O específicamente

(5) A j k = { 1 1 PAG j = k 1 PAG j k


Ejemplo

Consideremos el caso especial de pag = 2 .

q = i = 1 2 ( y i y ¯ ) 2 = ( y 1 y 1 + y 2 2 ) 2 + ( y 2 y 1 + y 2 2 ) 2 = ( y 1 y 2 2 ) 2 + ( y 2 y 1 2 ) 2 = 1 2 ( y 1 y 2 ) 2 = 1 2 ( y 1 2 + y 2 2 2 y 1 y 2 )

Ahora puede verificar fácilmente mirando la Ec. ( 6 ) eso

(6) A = [ 1 2 1 2 1 2 1 2 ]

lo cual es consistente con la fórmula general derivada en la Ec. ( 5 ) .

¿Por qué su respuesta no es similar a otra respuesta? :( Estoy confundido.
Déjame echar un vistazo a la otra respuesta. Uno de estos debe tener un error! :)
Creo que sí :) por cierto, ¡gracias por ayudar! :)
De acuerdo, por favor, si puede mostrar la derivación correcta, estaré encantado :)
¡Creo que estoy un poco cansado, encontraré el problema en las próximas 24 horas y te lo haré saber! :)
Gracias. Bueno. Intento encontrar el error. ¡Que tenga un lindo día! :)
Creo que (4) es correcto, pero (5) debería haber 1 1 / PAG en la diagonal y 1 / PAG fuera de la diagonal. Entonces todo es consistente.
@JohnBarber: ¡Creo que tenías razón! ¡Arreglé esa parte y también agregué algunas partes a la ecuación (4)! :)