设λ为矩阵A∈Cmxn的特征值,证明|λ|≤根号下m次方(||A||^m )
时间: 2023-11-09 15:05:23 浏览: 209
根据矩阵特征值的定义,有A v = λ v,其中v是非零向量,λ是特征值。则有:
|A|^m |v|^2 = |A^m v|^2 = |λ^m v|^2 = |λ|^2m |v|^2
因为v是非零向量,所以|v|^2不为0。因此,上式两边同时除以|v|^2,得到:
|A|^m = |λ|^2m
两边同时开m次方,得到:
|λ| ≤ ||A||
因此,证明了|λ|≤根号下m次方(||A||^m)。
关于GMM的迭代计算,它是通过EM算法来进行迭代式的求解的。EM算法是一种迭代算法,用于含有隐变量的概率模型的参数估计。在GMM中,EM算法的目标是最大化观测数据的对数似然函数,通过迭代求解来得到模型的参数。具体来说,EM算法分为两步:E步和M步。在E步中,根据当前的参数估计值,计算隐变量的后验概率分布;在M步中,根据计算得到的隐变量的后验概率分布,更新模型的参数估计值。通过不断迭代E步和M步,最终得到模型的参数估计值。
至于为什么kmeans,GMM,EM满足上述描述的方式,这是因为它们都是基于最大化观测数据的对数似然函数来进行参数估计的。在kmeans中,最大化的是数据点与其所属簇中心的距离平方和;在GMM中,最大化的是数据点属于各个高斯分布的后验概率之和的对数;在EM算法中,最大化的是观测数据的对数似然函数。因此,它们都满足上述描述的方式。
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2. 设 为矩阵A∈Cmxn的特征值,证明|λ|≤√(m&||A||^m )
对于矩阵A的特征值λ,我们有如下不等式:
|λ|^m = |λ|^m * 1 * 1 * ... * 1
<= |λ|^m * |A - λI| * |A - λI| * ... * |A - λI|
= |(A - λI)^m|
<= ||A - λI||^m
其中,I为单位矩阵,||A||表示A的谱范数,即最大特征值的模。由于A的特征值都是复数,所以|λ|表示λ的模。因此,我们有:
|λ|^m <= ||A - λI||^m
<= ||A||^m
<= (||A||^2)^m/2 * (m/2)
= (m/2) * ||A||^m
= √(m&||A||^m)
因此,|λ| <= √(m&||A||^m)。证毕。
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