如何写在一个矩阵线性相关列线性无关列的条款?(How to write linearly depen

2019-07-02 17:32发布

我有一个大的m×n矩阵,而我已经确定了线性从属的列。 不过,我想知道是否有R中的方式来写的线性无关的那些方面的线性从属的列。 因为它是一个大的矩阵,这是不可能根据检查的事情。

下面是我有矩阵类型的玩具例子。

> mat <- matrix(c(1,1,0,1,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,0,1,0,1,0,1), byrow=TRUE, ncol=5, nrow=4)
> mat
      [,1] [,2] [,3] [,4] [,5]
[1,]    1    1    0    1    0
[2,]    1    1    0    0    1
[3,]    1    0    1    1    0
[4,]    1    0    1    0    1

这里很明显,X3 = X1-X2,X5 = X1-X4。 我想知道是否有一个自动化的方式来获取一个更大的矩阵。

谢谢!

Answer 1:

我敢肯定有一个更好的办法,但我觉得这个玩弄。 我基本上是做一个检查之初,看是否输入矩阵列满秩,以避免不必要的情况下计算它是满秩。 从那以后,我开始与前两列检查如果子矩阵是一个列满秩的,如果是我,然后检查第一列你等等。 一旦我们找到了一些小矩阵是列满秩的不是我在前面的一个,它告诉我们如何构建第一列的线性组合,以获得最后一列小矩阵回归的最后一列。

我的功能是不是现在很干净,可以做一些额外的检查,但至少它是一个开始。

mat <- matrix(c(1,1,0,1,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,0,1,0,1,0,1), byrow=TRUE, ncol=5, nrow=4)


linfinder <- function(mat){
    # If the matrix is full rank then we're done
    if(qr(mat)$rank == ncol(mat)){
        print("Matrix is of full rank")
        return(invisible(seq(ncol(mat))))
    }
    m <- ncol(mat)
    # cols keeps track of which columns are linearly independent
    cols <- 1
    for(i in seq(2, m)){
        ids <- c(cols, i)
        mymat <- mat[, ids]
        if(qr(mymat)$rank != length(ids)){
            # Regression the column of interest on the previous
            # columns to figure out the relationship
            o <- lm(mat[,i] ~ mat[,cols] + 0)
            # Construct the output message
            start <- paste0("Column_", i, " = ")
            # Which coefs are nonzero
            nz <- !(abs(coef(o)) <= .Machine$double.eps^0.5)
            tmp <- paste("Column", cols[nz], sep = "_")
            vals <- paste(coef(o)[nz], tmp, sep = "*", collapse = " + ")
            message <- paste0(start, vals)
            print(message)
        }else{
            # If the matrix subset was of full rank
            # then the newest column in linearly independent
            # so add it to the cols list
            cols <- ids
        }
    }
    return(invisible(cols))
}

linfinder(mat)

这使

> linfinder(mat)
[1] "Column_3 = 1*Column_1 + -1*Column_2"
[1] "Column_5 = 1*Column_1 + -1*Column_4"


文章来源: How to write linearly dependent column in a matrix in terms of linearly independent columns?