100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na betaling Zowel online als in PDF Je zit nergens aan vast
logo-home
Solution Manual For PRML €5,49   In winkelwagen

Antwoorden

Solution Manual For PRML

 625 keer bekeken  3 keer verkocht

This is a solution manual for pattern recognition and machine learning. It contains detailed solutions for the questions in the relevant book. Helpful for understanding and verifying the approach and correctness of solutions.

Voorbeeld 4 van de 253  pagina's

  • 29 oktober 2019
  • 253
  • 2019/2020
  • Antwoorden
  • Onbekend
book image

Titel boek:

Auteur(s):

  • Uitgave:
  • ISBN:
  • Druk:
Alle documenten voor dit vak (4)
avatar-seller
neobit
S OLUTION M ANUAL F OR
PATTERN R ECOGNITION AND M ACHINE
L EARNING

E DITED B Y

ZHENGQI GAO

the State Key Lab. of ASIC and System
School of Microelectronics
Fudan University
N OV.2017

, 1


0.1 Introduction

Problem 1.1 Solution

We let the derivative of error function E with respect to vector w equals
to 0, (i.e. ∂∂w
E
= 0), and this will be the solution of w = {w i } which minimizes
error function E . To solve this problem, we will calculate the derivative of E
with respect to every w i , and let them equal to 0 instead. Based on (1.1) and
(1.2) we can obtain :

=>
∂E ∑
N
= { y( xn , w) − t n } xni = 0
∂w i n=1
=>

N ∑
N
y( xn , w) xni = xni t n
n=1 n=1
=>
N ∑
∑ M
j ∑
N
( w j xn ) xni = xni t n
n=1 j =0 n=1

=>
N ∑
∑ M
( j+ i) ∑
N
w j xn = xni t n
n=1 j =0 n=1

=>

M ∑
N
( j+ i) ∑
N
xn wj = xni t n
j =0 n=1 n=1
∑N i+ j ∑N
If we denote A i j = n=1 xn and T i = n=1 xn i t n , the equation above can
be written exactly as (1.222), Therefore the problem is solved.

Problem 1.2 Solution

This problem is similar to Prob.1.1, and the only difference is the last
term on the right side of (1.4), the penalty term. So we will do the same thing
as in Prob.1.1 :

=>
∂E ∑
N
= { y( xn , w) − t n } xni + λw i = 0
∂w i n=1
=>

M ∑
N
( j+ i) ∑
N
xn w j + λw i = xni t n
j =0 n=1 n=1

=>

M ∑ N
( j+ i) ∑
N
{ xn + δ ji λ}w j = xni t n
j =0 n=1 n=1

, 2


where
{
0 j ̸= i
δ ji
1 j=i
Problem 1.3 Solution

This problem can be solved by Bayes’ theorem. The probability of selecting
an apple P (a) :
3 1 3
P ( a) = P ( a| r ) P ( r ) + P ( a| b ) P ( b ) + P ( a| g ) P ( g ) = × 0.2 + × 0.2 + × 0.6 = 0.34
10 2 10
Based on Bayes’ theorem, the probability of an selected orange coming
from the green box P ( g| o) :

P ( o| g ) P ( g )
P ( g | o) =
P ( o)
We calculate the probability of selecting an orange P ( o) first :
4 1 3
P ( o) = P ( o| r ) P ( r ) + P ( o| b ) P ( b ) + P ( o| g ) P ( g ) = × 0.2 + × 0.2 + × 0.6 = 0.36
10 2 10
Therefore we can get :
3
P ( o| g ) P ( g ) 10 × 0. 6
P ( g | o) = = = 0.5
P ( o) 0.36
Problem 1.4 Solution

This problem needs knowledge about calculus, especially about Chain
rule. We calculate the derivative of P y ( y) with respect to y, according to
(1.27) :


d p y ( y) d ( p x ( g( y))| g‘ ( y)|) d p x ( g( y)) ‘ d | g‘ ( y)|
= = | g ( y)| + p x ( g( y)) (∗)
dy dy dy dy

The first term in the above equation can be further simplified:

d p x ( g( y)) ‘ d p x ( g( y)) d g( y) ‘
| g ( y)| = | g ( y)| (∗∗)
dy d g ( y) dy
If x̂ is the maximum of density over x, we can obtain :

d p x ( x) ¯¯
=0
dx x̂
Therefore, when y = ŷ, s.t. x̂ = g( ŷ), the first term on the right side of (∗∗)
will be 0, leading the first term in (∗) equals to 0, however because of the
existence of the second term in (∗), the derivative may not equal to 0. But

, 3


when linear transformation is applied, the second term in (∗) will vanish,
(e.g. x = a y + b). A simple example can be shown by :

p x ( x) = 2 x, x ∈ [0, 1] => x̂ = 1
And given that:
x = sin( y)
Therefore, p y ( y) = 2 sin( y) | cos( y)|, y ∈ [0, π2 ], which can be simplified :
π π
p y ( y) = sin(2 y), y ∈ [0, ] => ŷ =
2 4
However, it is quite obvious :

x̂ ̸= sin( ŷ)

Problem 1.5 Solution

This problem takes advantage of the property of expectation:

var [ f ] = E[( f ( x) − E[ f ( x)])2 ]
= E[ f ( x)2 − 2 f ( x)E[ f ( x)] + E[ f ( x)]2 ]
= E[ f ( x)2 ] − 2E[ f ( x)]2 + E[ f ( x)]2
=> var [ f ] = E[ f ( x)2 ] − E[ f ( x)]2

Problem 1.6 Solution

Based on (1.41), we only need to prove when x and y is independent,
E x,y [ x y] = E[ x]E[ y]. Because x and y is independent, we have :

p( x, y) = p x ( x) p y ( y)

Therefore:
∫ ∫ ∫ ∫
x yp( x, y) dx d y = x yp x ( x) p y ( y) dx d y
∫ ∫
= ( xp x ( x) dx)( yp y ( y) d y)
=> E x,y [ x y] = E[ x]E[ y]

Problem 1.7 Solution

This problem should take advantage of Integration by substitution.
∫ +∞ ∫ +∞
2 1 1
I = exp(− 2 x2 − 2 y2 ) dx d y
−∞ −∞ 2σ 2σ
∫ 2π ∫ +∞
1 2
= exp(− 2 r ) r dr d θ
0 0 2σ

Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:

Verzekerd van kwaliteit door reviews

Verzekerd van kwaliteit door reviews

Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!

Snel en makkelijk kopen

Snel en makkelijk kopen

Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.

Focus op de essentie

Focus op de essentie

Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!

Veelgestelde vragen

Wat krijg ik als ik dit document koop?

Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.

Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?

Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.

Van wie koop ik deze samenvatting?

Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper neobit. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.

Zit ik meteen vast aan een abonnement?

Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €5,49. Je zit daarna nergens aan vast.

Is Stuvia te vertrouwen?

4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)

Afgelopen 30 dagen zijn er 83614 samenvattingen verkocht

Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen

Start met verkopen
€5,49  3x  verkocht
  • (0)
  Kopen