Valor esperado y varianza de la función de rastreo


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Para variables aleatorias , y una matriz semi-definida positiva A : ¿Hay una expresión simplificada para el valor esperado, E [ T r ( X T A X ) ] y la varianza, V a r [ T r ( X T A X ) ] ? Tenga en cuenta que A no es una variable aleatoria.XRhAE[Tr(XTAX)]Var[Tr(XTAX)]A

Respuestas:


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Como XTAX es un escalar,

Tr(XTAX)=XTAX=Tr(AXXT)
modo que
E(XTAX)=E(Tr(AXXT))=Tr(E(AXXT))=Tr(AE(XXT))
.

Aquí hemos utilizado que la traza de un producto es invariable bajo permutaciones cíclicas de los factores, y que la traza es un operador lineal, por lo que conmuta con la expectativa. La varianza es un cálculo mucho más complicado, que también necesita algunos momentos más altos de X . Ese cálculo se puede encontrar en Seber: "Análisis de regresión lineal" (Wiley)


Tr(XTAX)=XTAX

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XTAX
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