Eckart-Young-Mirsky theorem
定理:
(The Eckhart-Young Theorem) If k<r=rank(A)k<r = rank(A)k<r=rank(A) and
Ak=∑i=1kσiμiνi⊤A_k=\sum_{i=1}^k \sigma_i\mu_i\nu_i^{\top}Ak=i=1∑kσiμiνi⊤
then
minrank(B)=k∣∣A−B∣∣2=∣∣A−Ak∣∣2=σk+1\min_{rank(B)=k} ||A-B||_2=||A-A_k||_2=\sigma_{k+1}rank(B)=kmin∣∣A−B∣∣2=∣∣A−Ak∣∣2=σk+1
证明:
Since U⊤AkV=diag(σ1,⋯,σk,0,⋯,0)U^{\top}A_kV=diag(\sigma_1,\cdots,\sigma_k,0,\cdots,0)U⊤AkV=diag(σ1,⋯,σk,0,⋯,0) it follows that AkA_kAk is rank k. Moreover, U⊤(A−Ak)V=diag(0,⋯,0,σk+1,⋯,σp)U^{\top}(A-A_k)V=diag(0,\cdots,0,\sigma_{k+1},\cdots,\sigma_p)U⊤(A−Ak)V=diag(0,⋯,0,σk+1,⋯,σp) and so ∣∣A−Ak∣∣2=σk+1||A-A_k||_2=\sigma_{k+1}∣∣A−Ak∣∣2=σk+1.
Now suppose rank(B)=krank(B) = krank(B)=k for some B∈Rm×nB\in \mathbb{R}^{m\times n}B∈Rm×n. It follows that we can find orthonormal vectors x1,...,xn−kx_1 , ... , x_{n-k}x1,...,xn−k so null(B)=span{x1,...,xn−k}null (B) = span\{x_1 , ... , x_{n-k}\}null(B)=span{x1,...,xn−k}· A dimension argument shows that
span{x1,⋯,xn−k}∩span{v1,⋯,vk+1}≠{0}.\text{span}\{x_1,\cdots,x_{n-k}\}\cap\text{span}\{v_1,\cdots,v_{k+1}\}\neq\{0\}.span{x1,⋯,xn−k}∩span{v1,⋯,vk+1}={0}.
Let z be a unit 2-norm vector in this intersection. Since Bz=0Bz = 0Bz=0 and
Az=∑i=1k+1σi(vi⊤z)ui,Az=\sum_{i=1}^{k+1}\sigma_i(v_i^{\top}z)u_i,Az=i=1∑k+1σi(vi⊤z)ui,
we have
∣∣A−B∣∣22≥∣∣(A−B)z∣∣22=∣∣Az∣∣22=∑i=1k+1σi2(vi⊤z)2≥σk+12||A-B||_2^2\geq||(A-B)z||_2^2=||Az||_2^2=\sum_{i=1}^{k+1}\sigma_i^2(v_i^{\top}z)^2\geq\sigma_{k+1}^2∣∣A−B∣∣22≥∣∣(A−B)z∣∣22=∣∣Az∣∣22=i=1∑k+1σi2(vi⊤z)2≥σk+12
completing the proof of the theorem.
Eckart-Young-Mirsky theorem相关推荐
- Real-Time Skin Rendering
Wrap Lighting 最简单的Trick就是这个方法.假设uniform光照,把原本的 N ⋅ L N\cdot L N⋅L变成 N ⋅ L + w r a p 1 + w r a p \fra ...
- ADPRL - 近似动态规划和强化学习 - Note 5 - Banach Fixed Point Theorem in Dynamic Programming
动态规划中的巴拿赫不动点定理 5. Banach Fixed Point Theorem in Dynamic Programming 5.1 巴拿赫不动点定理定理 (Banach fixed poi ...
- 算法:详解布隆过滤器的原理、使用场景和注意事项@知乎.Young Chen
算法:详解布隆过滤器的原理.使用场景和注意事项@知乎.Young Chen 什么是布隆过滤器 本质上布隆过滤器是一种数据结构,比较巧妙的概率型数据结构(probabilistic data struc ...
- Rouche Theorem(Stein复分析)
Rouche Theorem: \quadIffandgareholomorphicfunctionsinaregionΩcontainingacircleCanditsinterior,and∣f( ...
- 简要介绍一下贝叶斯定理( Bayes‘ theorem)
简要介绍一下贝叶斯定理( Bayes' theorem) 在引出贝叶斯定理之前,先学习几个定义: 条件概率(又称后验概率)就是事件A在另外一个事件B已经发生条件下的发生概率.条件概率表示为P(A|B) ...
- java young gc_java old GC和young GC
Java内存分配机制 摘自:http://www.cnblogs.com/zhguang/p/3257367.html 这里所说的内存分配,主要指的是在堆上的分配,一般的,对象的内存分配都是在堆上进行 ...
- Codeforces Beta Round #14 (Div. 2) B. Young Photographer 水题
B. Young Photographer 题目连接: http://codeforces.com/contest/14/problem/B Description Among other thing ...
- Magnetism and Earnshaw‘s Theorem
Magnetism and Earnshaw's Theorem Speaking well about Homer is not a thing you have mastered, it's a ...
- 中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem)
中国剩余定理 民间传说着一则故事--"韩信点兵". 秦朝末年,楚汉相争.一次,韩信将1500名将士与楚王大将李锋交战.苦战一场,楚军不敌,败退回营,汉军也死伤四五百人,于是韩信整顿 ...
- 中国有替代w ndows的产品吗,电信将引入多款Wndows Phone手机 打造年轻品牌“飞Young”...
中国电信将在国内率先引入诺基亚的多款Wndows Phone手机,而这一系列的举动,都旨在打造中国电信的年轻品牌"飞Young". 3月1日,中国电信发布了"飞Young ...
最新文章
- PyTorch 笔记(18)— torch.optim 优化器的使用
- How to install OpenCV 3.x in Linux
- php对象转数组的黑技术
- 排序算法以及基本数据结构
- django上传文件到服务器,如何用django将文件上传到服务器?
- 面试遇到职场PUA,只能说兄弟你还嫩了点
- oracle plsql存储过程中out模式参数的用法
- 输入n个整数,输出其中最小的k个
- PostgreSQL客户端认证配置
- jq ui.dialog.js简介
- Android Studio导致的假死机问题的解决
- Ansys2019R2安装失败,更改用户名后win10用户创建临时账户登录个人总结
- 代码review神器Upsource,让你快乐的进行CodeReview
- 【Proteus仿真】TLC5615输出256点正弦波(振幅可调)
- 对Java中常见的四种I/O模型理解
- 【证明题】(一)微分中值定理
- 2019广工ACM校赛决赛A题:思维题 HDU 6461 zsl 和hzy的生存挑战
- [HDU-6578]
- 比亚迪王传福眼中的绿色工业时代:技术是改变世界的源动力
- 计算机网络组成复习笔记