范数、内积空间的概念这里不做赘述,只点几个要点。
粗糙的说,对于V(F)空间,定义内积为一种将两个属于此集合V的元素与一个来自数域F的元素对应起来,并且满足一些抽象但自然的性质(不举)。为了方便将两个元素的内积记为:$\langle \mathbf{a}, \mathbf{b} \rangle$,其中$\mathbf{a}, \mathbf{b}$属于V。
而范数也是一种将V中元素映射成F中的一个数的方法。映射后需要满足的性质如:非负性、齐次性、三角不等式。满足这种性质都可以叫求范数,常见的范数有:1-范数,2-范数,无穷范数。记为:$\lVert\mathbf{a}\rVert$
二范数和内积的关系可以写为:$\lVert\mathbf{a}\rVert = \sqrt{\langle \mathbf{a}, \mathbf{a} \rangle}$
可以证明一下几个运算在对应的空间中都满足内积的定义。
内积空间满足以下两个重要的不等式:
基础的准备工作就这么多。下面通过发现几个问题的相似性,提出用内积表示的统一形式,其实这些问题的解就是此形式在不同内积空间二范数下的特例。
P阶线性预测
SimonHaykin《通信原理》P224
求解一系列$w(k)$,其解是 wiener-hopf 方程,在以前的文章中有详细解释。
LMMSE参数估计
很多书都会提及。根据观测数据$y$求某个待估参数$\theta$。最一般的表达式如下:
$$\mathbf{\theta} = C_y^{-1}C_{\theta y}$$其实是和P阶线性预测本质是一样的,但仔细看看却有差别。聪明的读者,你们看出来了吗?(此句是向某些恼人的书致敬,每当到关键点,作者就会这样搪塞过去)。
最佳平方逼近
常见于数值分析。
首先聊两句插值和逼近的区别。插值要求在插值点上与待插函数完全相同,用一个简单函数近似待插函数。逼近则不要求某些点上函数值一定相同,而是在一段区间上给出准则,然后最小化。其中一个准则便是最佳平方逼近。
再多说一句,函数可以看做无穷维向量,用无穷维向量的角度看函数,有种触类旁通的感觉。
统一形式
简写为:
$$\mathbf{A}\mathbf{x} = \mathbf{b}$$A矩阵式正定的,而且是Hermite阵。应该可以用 Levinson Dubin 递归法快速求解。
整理到这里会觉得自己弱爆了,不过是数学上已经有的东西,好比我只是将其重新抄了一遍放在这里。
这确实有点意思。