ADVANCED ALGEBRA · LESSON 24 · 1/2

SVD와 최적 저랭크 근사

학번이름
오늘의 목표$A^\mathsf TA$에서 특이방향과 특잇값을 구하고 절단 SVD의 오차를 해석한다.

핵심 개념 빈칸 노트

따라 풀기대각행렬의 SVD
$A=\begin{bmatrix}5&0\\0&2\end{bmatrix}$의 SVD와 최적 rank-1 근사를 구하자.
1단계$A^\mathsf TA=\operatorname{diag}(25,4)$이므로 특잇값은 $\underline{\hspace{2.2cm}}$이다.
2단계$U=V=I$, $\Sigma=\underline{\hspace{3.8cm}}$로 잡을 수 있다.
3단계최적 rank-1 근사는 $A_1=\underline{\hspace{3.8cm}}$이다.
실수 방지 특잇값은 항상 0 이상이며 보통 큰 값부터 정렬한다.
ADVANCED ALGEBRA · LESSON 24 · 2/2

SVD와 최적 저랭크 근사

학번이름

연습 문제 · 쉬운 계산에서 심화까지

  1. 1기초
    $A=\operatorname{diag}(3,-4)$의 특잇값을 구하시오.
  2. 2기초
    특잇값이 $7,2,0$인 행렬의 랭크를 구하시오.
  3. 3개념
    $Av_i=\sigma_i u_i$에서 $v_i,u_i,\sigma_i$가 각각 무엇을 뜻하는지 쓰시오.
  4. 4적용
    $A=\begin{bmatrix}0&2\\3&0\end{bmatrix}$에 대해 $A^\mathsf TA$와 특잇값을 구하시오.
  5. 5적용
    특잇값이 $9,4,1$인 행렬의 최적 rank-1 근사와 rank-2 근사의 스펙트럴 노름 오차를 각각 쓰시오.
  6. 6심화
    Frobenius 노름에서 rank-1 절단 오차가 제거한 특잇값들의 제곱합의 제곱근임을 이용해 특잇값 $6,3,2$인 경우의 오차를 구하시오.
나가기 전 한 문장 SVD가 직사각형 행렬의 압축에 적합한 이유를 쓰시오.
□ 개념을 설명할 수 있다□ 계산을 다시 확인했다□ 질문이 있다