Перейти к содержанию

Сингулярное разложение (SVD)

Математика Алгебра Сложность 2/5

Начало урока

1. Зачем нужно SVD? — Выход за пределы собственного разложения

Обещание SVD

Любая матрица $A \in \mathbb{R}^{m \times n}$ — квадратная или прямоугольная, полного ранга или вырожденная — допускает разложение

$$A = U\,\Sigma\,V^{\!\top}$$

где

  • $U \in \mathbb{R}^{m \times m}$ — ортогональная матрица (её столбцы $\mathbf{u}_1,\dots,\mathbf{u}_m$ образуют ортонормированный базис $\mathbb{R}^m$).
  • $V \in \mathbb{R}^{n \times n}$ — ортогональная матрица (её столбцы $\mathbf{v}_1,\dots,\mathbf{v}_n$ образуют ортонормированный базис $\mathbb{R}^n$).
  • $\Sigma \in \mathbb{R}^{m \times n}$ — диагональная матрица с элементами $\sigma_1 \ge \sigma_2 \ge \cdots \ge \sigma_{\min(m,n)} \ge 0$ на диагонали.

Числа $\sigma_i$ называются сингулярными значениями. Столбцы $U$ — это левые сингулярные векторы; столбцы $V$ — правые сингулярные векторы.

Геометрический смысл

Читайте разложение справа налево как последовательность трёх операций над вектором $\mathbf{x}$:

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 15
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя