Czy wzrosnąć, gdy


11

Jeśli β∗=argminβ‖y−Xβ‖22+λ‖β‖1 , może ‖β∗‖2 wzrosnąć, gdy λ wzrasta?

Myślę, że to jest możliwe. Chociaż ‖β∗‖1 nie rośnie, gdy λ rośnie (mój dowód ), ‖β∗‖2 może wzrosnąć. Poniższy rysunek pokazuje możliwość. Kiedy λ rośnie, jeśli β∗ przemieszcza się (liniowo) od P do Q , wtedy ‖β∗‖2 rośnie, podczas gdy ‖β∗‖1 maleje. Ale nie wiem, jak skonstruować konkretny przykład (tj. Skonstruować X i y ), aby profil β∗ zademonstrował to zachowanie. Jakieś pomysły? Dziękuję Ci.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Odpowiedzi:


10

Odpowiedź brzmi: tak, i masz tam dowód graficzny w .ℓ2

Sprawdź definicję równoważności norm wektorowych. Przekonasz się, że gdzie jest wymiarem wektora . Dlatego istnieje pewna przestrzeń do normy porównaniu do normy .

‖x‖2≤‖x‖1≤n‖x‖2,
nxℓ2ℓ1

W rzeczywistości problem, który chcesz rozwiązać, można określić jako:

Znajdź takie, że a jednocześnie d

‖x+d‖2>‖x‖2
‖x+d‖1<‖x‖1.

pierwszą nierówność, rozwiń i zobacz, że i że przyjmując, że i , otrzymujemy z drugiej nierówności, którą musimy mieć Każde które spełni te ograniczenia, zwiększy normę jednocześnie zmniejszając normę .

2∑ixidi>−∑idi2
xi≥0xi+di≥0
∑idi<0.
dℓ2ℓ1

W twoim przykładzie, , , i a d≈[−0.4,0.3]Tx:=P≈[0.5,0.6]T

∑idi≈−0.1<0,
2∑iPidi≈−0.04>−0.25≈−∑idi2.

Ale jaki to ma związek z konstrukcją i ? Xy
— ziyuang

3

Dzięki za odpowiedź @ TommyL, ale jego odpowiedź nie dotyczy bezpośrednio konstrukcji i . Jakoś sam to „rozwiązuję”. Po pierwsze, gdy wzrośnie, nie wzrośnie, gdy każde zmniejszy się monotonicznie. Dzieje się tak, gdy jest ortonormalny, w którym mamyXyλ‖β∗‖2βi∗X

βi∗=sign(βiLS)(βiLS−λ)+

Geometrycznie w tej sytuacji porusza się prostopadle do konturu normy , więc nie może wzrosnąć.β∗ℓ1‖β∗‖2

W rzeczywistości Hastie i in. wspomniane w artykule Forward regresja stagewise i monotoniczny lasso , niezbędny i wystarczający warunek monotoniczności ścieżek profilu:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

W części 6 artykułu skonstruowali sztuczny zestaw danych oparty na cząstkowo-liniowych funkcjach bazowych, co narusza powyższy warunek, pokazując niemonotoniczność. Ale jeśli mamy szczęście, możemy również utworzyć losowy zestaw danych demonstrujący podobne zachowanie, ale w prostszy sposób. Oto mój kod R:

library(glmnet)
set.seed(0)
N <- 10
p <- 15
x1 <- rnorm(N)
X <- mat.or.vec(N, p)
X[, 1] <- x1
for (i in 2:p) {X[, i] <- x1 + rnorm(N, sd=0.2)}
beta <- rnorm(p, sd=10)
y <- X %*% beta + rnorm(N, sd=0.01)
model <- glmnet(X, y, family="gaussian", alpha=1, intercept=FALSE)

Celowo pozwoliłem , aby kolumny wysoce skorelowane (daleko od przypadku ortonormalnego), a prawda ma zarówno duże pozytywne, jak i negatywne wpisy. Oto profil (nic dziwnego, że aktywowanych jest tylko 5 zmiennych):Xββ∗

wprowadź opis zdjęcia tutaj

oraz związek między i :λ‖β∗‖2

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Tak więc widzimy, że dla pewnego przedziału , zwiększa się wzrasta.λ‖β∗‖2λ

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.