Consider sample covariance matrices of the form $Q:=\Sigma^{1/2} X X^\top \Sigma^{1/2}$, where $X=(x_{ij})$ is an $n\times N$ random matrix whose entries are independent random variables with mean zero and variance $N^{-1}$, and $\Sigma$ is a deterministic positive-definite covariance matrix. We study the limiting behavior of the eigenvectors of $Q$ through the so-called eigenvector empirical spectral distribution $F_{\mathbf v}$, which is an alternative form of empirical spectral distribution with weights given by $|\mathbf v^\top \xi_k|^2$, where $\mathbf v$ is a deterministic unit vector and $\xi_k$ are the eigenvectors of $Q$. We prove a functional central limit theorem for the linear spectral statistics of $F_{\mathbf v}$, indexed by functions with H\"older continuous derivatives. We show that the linear spectral statistics converge to some Gaussian processes both on global scales of order 1 and on local scales that are much smaller than 1 but much larger than the typical eigenvalue spacing $N^{-1}$. Moreover, we give explicit expressions for the covariance functions of the Gaussian processes, where the exact dependence on $\Sigma$ and $\mathbf v$ is identified for the first time in the literature.


翻译:考虑形如 $Q:=\Sigma^{1/2} X X^\top \Sigma^{1/2}$ 的样本协方差矩阵,其中 $X=(x_{ij})$ 是一个 $n\times N$ 随机矩阵,其元素为均值为零、方差为 $N^{-1}$ 的独立随机变量,而 $\Sigma$ 是一个确定的正定协方差矩阵。我们通过所谓的特征向量经验谱分布 $F_{\mathbf v}$ 研究 $Q$ 的特征向量的极限行为,这是一种经验谱分布的替代形式,其权重由 $|\mathbf v^\top \xi_k|^2$ 给出,其中 $\mathbf v$ 是一个确定的单位向量,$\xi_k$ 是 $Q$ 的特征向量。我们证明了关于 $F_{\mathbf v}$ 的线性谱统计量的泛函中心极限定理,该统计量由具有 Hölder 连续导数的函数索引。我们证明,无论是在全局尺度(阶为1)上,还是在远小于1但远大于典型特征值间距 $N^{-1}$ 的局部尺度上,线性谱统计量都收敛到某些高斯过程。此外,我们给出了这些高斯过程的协方差函数的显式表达式,其中首次在文献中明确识别了与 $\Sigma$ 和 $\mathbf v$ 的精确依赖关系。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
63+阅读 · 2020年3月4日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月28日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月28日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
2+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
19+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
63+阅读 · 2020年3月4日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员