方差:
标准差:
均方差(mean square error,MSE):
均方误差是反映估计量与被估计量之间差异程度的一种度量,换句话说,参数估计值与参数真值之差的平方的期望值。MSE可以评价数据的变化程度,MSE的值越小,说明预测模型描述实验数据具有更好的精确度。
协方差:
协方差在概率论和统计学中用于衡量两个变量的总体误差。而方差是协方差的一种特殊情况,即当两个变量是相同的情况。协方差表示的是两个变量的总体的误差,这与只表示一个变量误差的方差不同。 如果两个变量的变化趋势一致,也就是说如果其中一个大于自身的期望值,另外一个也大于自身的期望值,那么两个变量之间的协方差就是正值。 如果两个变量的变化趋势相反,即其中一个大于自身的期望值,另外一个却小于自身的期望值,那么两个变量之间的协方差就是负值。
海塞矩阵:
黑塞矩阵常用于牛顿法解决优化问题,利用黑塞矩阵可判定多元函数的极值问题。在工程实际问题的优化设计中,所列的目标函数往往很复杂,为了使问题简化,常常将目标函数在某点邻域展开成泰勒多项式来逼近原函数,此时函数在某点泰勒展开式的矩阵形式中会涉及到黑塞矩阵。
二元函数中,在x=0点用拉格朗日定理逼近原函数时有
其中G为海塞矩阵:
同理,多元函数二阶求导可得海塞矩阵:
如果函数 F在区域D内二阶连续可导,那么黑塞矩阵在D内为对称矩阵。
设n多元实函数F在点M的邻域内有二阶连续偏导,对于海塞矩阵A
(1)当A正定矩阵时, 在M处是F的极小值;
(2)当A负定矩阵时, 在M处是F的极大值;
(3)当A不定矩阵时, M不是F的极值点。
(4)当A为半正定矩阵或半负定矩阵时, M是“可疑”极值点,尚需要利用其他方法来判定。雅可比矩阵:
在向量分析中,雅可比矩阵是函数的一阶偏导数以一定方式排列成的矩阵,其行列式称为雅可比行列式。
奇异值分解:
其中U是m×m阶酉矩阵;Σ是半正定m×n阶对角矩阵;而V*,即V的共轭转置,是n×n阶酉矩阵。这样的分解就称作M的奇异值分解。Σ对角线上的元素Σi,其中Σi即为M的奇异值。