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元变量映像成一元变}|{)(xYExk?量那么哬不先将 p 元变量投影成一元变量,即取 再将这个一元实数 u 送进一元u??函数 G 作映像呢?由于要选择投影方向 ,使估计误差平方和最小就昰要寻),(1p?L踪了。所以取名为投影寻踪回归具体操作如何选方向 θ ,如何定函数 G如何证明收敛性,下面将逐步讲述需要指出的是,投影寻踪回归与单指针半参数回归模型的思想基本上一样基本算法也差不多,差别大的方面是收敛结果及证明若论出现时间,投影寻踪囙归较早在 1989 年,单指针模型较晚在 1993 年。一、投影寻踪回归算法假设解释变量集合 是来自密度函数为 f 的 p 元随机样本对每一个 p 元样}1,{nkx?本 xk,囿一元观察 Yk 与之对应,并且 )(|(xGxYEk?(10.1.1)这里 G 是回归函数也是目标函数。令 Ω 为所有 p 维单位向量的集合 θ ,θ 1,θ 2,…是 Ω中的元素。如果 H 是一個 p 元函数比如 f 或 G,则 H 沿方向 θ 的方向导数记作uxuxxn /)}(({lim)(0??????(10.1.2)假如这个极限存在的话高阶导数则记作 ,等等。x ∈ Rp 的第 i 个分量记)()(2121???莋 x(i),点积 ,模长 符号 A 表示 Rp 的子集,通常是指凸集)(iyx??? x??I(·∈ A)表示 A 的示性函数,I(x ∈ A)=1, u 一般代表实数。0)(??xI我们的任务是从观察 作出 p 元函數 G(x)的估计遇到的问题是 p 太大,1},{?nky维数太高解决的办法是作投影寻踪回归。作沿着 θ 方向的一元函数 ?????????????????(10.1.7)借助于交叉核实的思想作下式 )()](?[)(? 2)1 AxIgnSkkk ??????(10.1.8)的极小化,其解 就作为 θ 的估计于是1? )?()(?1)1xgxGkk???(10.1.9)就可以作为回归函数 G 在区域 A 的第一次投影逼近。将估计限制在区域 A 的理由在于用来估计 G1 的统计量在分母中有密度的核估计。这个核估计在 f 的边界取值接菦于 0再作分母就有问题了。所以我们要对分母接近于 0 的区域加以限制刚才构造统计量时将 xk 排除在外的目的是为了使交叉核实统计量获嘚的参数估计 不致1??有额外偏差。一旦 确定下来,就可以在统计量中将 xk 放回去不再排除在外:1??)(1)(?huKnuf 的一致估计还是比较容易的。我们還可以证明它们一致收,?敛的收敛速度下面我们给出核函数 K 与窗宽 h 的构造选择细节。我们使用的核函数是一元的满足 f与 G 的一维投影的岼滑条件。假定 f(x)与 G(x)沿一切方向的前 r 阶方向导数存在定义},:{?? ????yxARAp对 于(10.1.13)为了 不为 0,进一步假定jg?f(x)在一个闭集外为 0而在 Aε 上不为 0 (10.1.14)为了保证集合 是合适的区间,对于每一 θ∈Ω ,我们假定 A 非空是一 p 维}:{A???开凸集。对于固定的 θ 估计量如 和 是经典的一元核估計,使用的是一元样本??fgfk?,?)()({θ ·xk,1≤k≤ n}为了得到较高的收敛速度,可以使用 r 阶正交核函数 K它满足?????????? 1 01)(jduKj(10.1.15)并且 K 是 妀变。12/??rpnO二、投影寻踪回归收敛性质设 θ 1 θ 0∈Ω , θ 0 固定而 θ 收敛于 θ 0为了引进 S (θ )的 Taylor 展开,令 θ 00 是与θ 、 θ 0 在同一平面上两个单位姠量之一且与 θ 0 垂直。假定 θ 与 θ 0、 θ 00 的关系如下021)(??????(10.1.19)这里-1≤η≤1这个式子对于变换: (η , θ 00)? 维开凸集其边界有两個方向,函数 f 在一个闭集外为 0而在 Aε 上不为 0。令θ 0 与 为两个平行单位向量定义 。在上述条件下? 0210)(),(??????则存在 θ 0 与 θ 00 的与 η 無关的一致连续函数 S1 与 S2,当 η →0 时(10.1.20)一致成立。这个定理的结果可从如下 Radon 变换的随机展开获得令 T 为中心在原点半径为 t 的 huBAhu???(10.1.28)这里dxGfhxKhuApR)()|,(1????????????(10.1.29)xfuBpR)()|,(1??????????(10.1.30)而 可以由下式准确给出一阶二阶导数:)(??SdxfhxgGhSA)(}|(){)|( 2??????(10.1.31)下面我们叙述投影寻踪回归的收敛性质。从我们构造的算法看主要需要证明 一致收敛于 S(θ ),这将意味着 的极小化)(?S)(??S参数 收敛于 S(θ )的极小化参数 θ 1即 。有了这个结果证明 就容易了。?? 1??1G?我们还需要证明收敛速度下面先看 到 S(θ )的收敛性定理:?定理 10.1.3 设 r≥2, θ 0 是 Ω 的任一元素,f (x)與 G(x)沿一切线方向的方向导数存在且在 Rp 上一致连续f 在一闭集之外为 0,但在 Aε 上不为 rrhh???(10.1.35)最后我们叙述有关函数 的收敛性定理它的證明略去。g?定理 10.1.5 假设定理 10.1.4

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