DamiRocK

Ridge как обычный МНК с искусственными наблюдениями

Какие строки добавить к X и y, чтобы обычный МНК дал гребневую оценку? Проверяем расширенное правдоподобие и отличие искусственных строк от новых измерений.

Условие

Регрессоры стандартизированы, y центрирован. Боб минимизирует ‖y−Xb‖²+λbᵀb. Алиса хочет добавить искусственные наблюдения и оценить обычный МНК на расширенном наборе. Какие наблюдения дадут те же коэффициенты?

Ответ источника

Добавьте нулевые отклики и матрицу признаков √λ I. Если исходно X имеет k столбцов, добавляются k строк.

Редакционная проверка

Расширенные данные: Xₐ=[X;√λI_k], yₐ=[y;0_k]. Тогда

‖yₐ−Xₐb‖²=‖y−Xb‖²+‖−√λb‖²=‖y−Xb‖²+λbᵀb.

Функции, которые минимизируют Боб и Алиса, совпадают при любом b. Кроме того, XₐᵀXₐ=XᵀX+λI и Xₐᵀyₐ=Xᵀy, поэтому обычная формула МНК на расширенной матрице возвращает ridge.

Что означает одна искусственная строка

В строке j единственный ненулевой признак равен √λ на позиции j, отклик равен нулю. Её квадрат остатка — λbⱼ². Сумма таких строк создаёт штраф по всем коэффициентам.

Ограничения интерпретации

Эти строки — алгебраическое представление регуляризации, не новые независимые измерения. Нельзя автоматически увеличивать число реальных наблюдений и применять к ним обычный расчёт статистической точности как к свежим данным.

Если свободный член не нужно штрафовать, соответствующая искусственная строка должна отсутствовать или иметь нулевой штраф. В исходном задании штрафуется весь вектор b; изменение этой договорённости надо задавать явно.

Борис Демешев и участники · Исходная задача и ответ · CC BY 4.0. Конструкция сохранена; проверка и ограничения добавлены.

Reading preferences

Appearance
Contrast
More options

Saved only in this browser. Your device’s reduced-motion setting is always respected. Browser zoom works throughout the site.