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La distorsión esperada de una transformación lineal (continuada)

Deje $A: \mathbb{R}^n \to \mathbb{R}^n$ ser una transformación lineal. Estoy interesado en la "distorsión media", causada por la acción de $A$ sobre vectores.

Considerar la distribución uniforme en $\mathbb{S}^{n-1}$, y la variable aleatoria $X:\mathbb{S}^{n-1} \to \mathbb{R}$ definido por $X(x)=\|A(x)\|_2$.

Pregunta: ¿Cuál es la expectativa de $X$? (Hay un cerrado fórmula?)

El uso de SVD, el problema se reduce a $A$ ser una matriz diagonal con los no-negativo entradas. Así, la pregunta cantidades para el cálculo de $$\int_{\mathbb{S}^{n-1}} \sqrt{\sum_{i=1}^n (\sigma_ix_i)^2} $$ (and dividing by the volume of $\mathbb{S}^{n-1}$).


Esta pregunta está relacionada con estos dos, que pregunte acerca de la espera de la distorsión de la plaza de la norma (que es más fácil, ya que ninguna de las raíces cuadradas).

Para los problemas anteriores, el éxito de un enfoque fue el uso normal estándar de las variables, con el fin de generar una unidad de vector aleatorio (ver aquí). Sin embargo, no parece ayudar en este caso.

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dazweeja Puntos 21

Asaf,

Yo creo que al menos parte de la respuesta que usted está buscando es en el papel de área de Superficie y otras medidas de elipsoides por Igor Rivin. Buscar en la Ecuación (3) para ver la relación entre la cantidad que usted busca, y la proporción de la superficie y el volumen de un elipsoide. Mira Teorema 3 que se refiere a esta relación con la expectativa de una función de variables aleatorias Gaussianas. Buscar en la Ecuación (10) para casi la forma cerrada de la solución, que en realidad es obtenido a partir de la obra de A. M. Mathai y Serge B. Provost, Cuadráticas Formas en las Variables Aleatorias (Teoría y Aplicaciones).

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