Démontrer que la distribution d'entropie maximale avec une matrice de covariance fixe est gaussienne


13

J'essaie d'obtenir ma tête autour de la preuve suivante que le gaussien a l'entropie maximale.

En quoi l'étape suivie est-elle logique? Une covariance spécifique ne fixe que le deuxième moment. Qu'arrive-t-il aux troisième, quatrième, cinquième moments, etc.?

entrez la description de l'image ici

Réponses:


13

L'étape étoilée est valide car (a) et q ont les mêmes moments zéro et second et (b) log ( p ) est une fonction polynomiale des composantes de x dont les termes ont un total de degrés 0 ou 2 .pqlog⁡(p)x02


Vous devez savoir seulement deux choses sur une distribution normale multivariée avec une moyenne nulle:

  1. est une fonction quadratique de x = ( x 1 , x 2 , … , x n ) sans termes linéaires. Plus précisément, il existe des constantes C et p i j pour lesquelles log ( p ( x ) ) = C + n ∑ i , j = 1 p i jlog⁡(p)x=(x1,x2,…,xn) Cpij

    log⁡(p(x))=C+∑i,j=1npijxixj.

    CpijΣ

  2. Σ

    Σij=Ep(xixj)=∫p(x)xixjdx.

Nous pouvons utiliser ces informations pour élaborer une intégrale:

∫(q(X)-p(X))Journal⁡(p(X))réX=∫(q(X)-p(X))(C+∑je,j=1npjejXjeXj)réX.

Il se décompose en la somme de deux parties:

  • ∫(q(x)−p(x))Cdx=C(∫q(x)dx−∫p(x)dx)=C(1−1)=0qp

  • ∫(q(x)−p(x))∑i,j=1npijxixjdx=∑i,j=1npij∫(q(x)−p(x))xixjdx=0∫q(x)xixjdx∫p(x)xixjdxΣij

∫(q(x)−p(x))log⁡(p(x))dx=0∫q(x)log⁡(p(x))dx=∫p(x)log⁡(p(x))dx.


1

q(x)p(x)σijxixjp(x)p(x)q(x)

En utilisant notre site, vous reconnaissez avoir lu et compris notre politique liée aux cookies et notre politique de confidentialité.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.