The smallest singular value for rectangular random matrices with Lévy entries
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
本文研究元素服从重尾 Lévy 分布的矩形随机矩阵最小奇异值,证明其在高概率下可确定至对数因子,并给出新的下界及扰动矩阵情形。
2026-10-23 math.PR
The smallest singular value of inhomogenous random rectangular matrices
本文研究独立但非齐次元素的随机矩形矩阵最小奇异值,在有界 $2+\beta$ 矩或均匀反集中条件下建立下尾界,并推广已有独立同分布结果。
2025-07-25 math.MG math.PR
Edge statistics of large dimensional deformed rectangular matrices
我们考虑了$Y_t=Y+\sqrt{t}X,$形式的高维变形矩形矩阵的边缘统计,其中$Y$是$p \times n$确定性信号矩阵,其秩与$n$相当,$X$是具有中心i.i.d.的$p\times n$随机噪声矩阵。具有方差$n^{-1}$的条目,$t>0$给出噪声水平。在研究大规模多输入多输出(MIMO)系统时,该模型被称为干扰加噪声矩阵,属于所谓的信号加噪声模型的范畴。对于$t=1$的情况,文献中已经在一定程度上研究了该模型的谱统计。在本文中,我们研究的奇异值和奇异向量统计的$Y_t$周围的最右边的奇异值谱在较硬的制度$n^{-2/3}\ll t \ll 1$。这种情况比$t=1$的情况更困难,因为一方面,$YY^\top$的经验谱分布(ESD)的边缘行为对$Y_tY_t^\top$的边缘统计具有强烈的影响,因为$t\ll 1$是“小的”,而另一方面,$Y_t$的边缘统计也不仅仅是$Y$的边缘统计的扰动,因为$t\gg n^{-2/3}$是“大的”。在一定的正则性假设下,证明了$Y,$上的矩阵$Y_tY_t^\top$和$Y_t^\top Y_t$的边普适性、特征值刚性和特征向量解局部化.这些结果可以用来估计和推断大规模MIMO系统。为了证明主要结果,我们分析了$Y_tY_t^\top$的渐近ESD的边缘行为,并建立了关于$Y_tY_t^\top$的预解式的一些尖锐的局部律.这…
2022-05-24 math.PR math.ST stat.TH
A distance theorem for inhomogenous random rectangular matrices
本文证明非齐次随机矩形矩阵列空间与独立随机向量的距离小球估计,并提出 Randomized Logarithmic LCD 工具以推广已有距离定理。
2025-07-25 math.MG math.PR
Extreme singular values of inhomogeneous sparse random rectangular matrices
本研究基于非回溯算子与Ihara-Bass公式,提出统一方法界定非齐次稀疏随机矩形矩阵的极端奇异值,给出概率界并将Bai-Yin定理推广至稀疏情形。
2024-12-12 math.CO math.PR math.ST
Phase transition for the bottom singular vector of rectangular random matrices
本文研究重尾矩形随机矩阵最小奇异值对应右奇异向量的局域化长度,证明其随参数跨过临界值时发生相变,并揭示该相变机制与顶部奇异向量情形本质不同。
2024-09-17 math-ph math.MP math.PR
Deviation Inequalities for the Spectral Norm of Structured Random Matrices
本文针对非高斯结构化随机矩阵,利用典型过程上确界及强弱矩比较建立谱范数 p 阶矩最优界,并推出矩形矩阵最小奇异值的偏差不等式。
2024-05-12 math.PR
Freeness over the diagonal and outliers detection in deformed random matrices with a variance profile
我们研究的特征值分布的GUE矩阵的方差配置文件,是由一个加性随机矩阵,可能具有尖峰扰动。我们的方法是指导Voiculescu的概念与合并的对角线上的自由度和确定性等价的概念。这允许导出不动点方程来近似具有方差分布的某些变形GUE矩阵的谱分布,并在非渐近设置中表征这种模型中的潜在离群值的位置。我们还考虑了在类似的附加扰动设置的方差分布的矩形高斯随机矩阵的奇异值分布。我们讨论了这种方法的应用,在异方差噪声的存在下,低秩矩阵去噪模型的研究,也就是说,当观察到的数据矩阵的方差量可能会改变从条目到条目。数值实验用来说明我们的结果。
2020-05-18 math.PR math.ST stat.TH
Random matrices: The distribution of the smallest singular values
设$\a$是均值为零、方差为1的实值随机变量。令$M_n(\a)$表示其条目是$\a$的iid副本的$n \times n$随机矩阵,并且$σ_n(M_n(\a))$表示$M_n(\a)$的最小奇异值。($σ_n(M_n(\a))^2$通常也被解释为Wishart矩阵$M_n M_n^{\ast}$的最小特征值。)我们表明,(在有限矩假设下)的概率分布$n σ_n(M_n(\a))^2$是{ \it通用}的意义上说,它不依赖于分布的$\a$。特别地,当$a$是实高斯时,它收敛到与特殊情况相同的极限分布。(The在这种情况下,Edelman明确计算了极限分布。)对于均值为零的复值随机变量,实部和虚部方差为1/2,协方差为零,我们也证明了类似的结果。对于任何固定的$k$(甚至对于$k$作为$n$的小幂增长)和矩形矩阵,对于$M_n(\a)$的底部$k$奇异值的联合分布也得到了类似的结果。我们的方法的动机是从组合学和理论计算机科学的一般思想的“属性测试”。这似乎是随机矩阵谱研究的一种新方法,并结合了数学各个领域的工具。
2009-03-03 math.CO math.PR
Singular values of sparse random rectangular matrices: Emergence of outliers at criticality
本文研究临界稀疏二分 Erdős–Rényi 图归一化邻接矩阵的奇异值离群现象,给出不同稀疏参数下离群值在 MP 谱两侧出现或消失的阈值、位置及数量刻画。
2025-08-29 cs.NA math.CO math.NA
Spiking the random matrix hard edge
我们的特点是极限最小特征值分布(或硬边法)的样本协方差型矩阵从一个尖峰人口。在单个尖峰的情况下,结果在一般β系综的上下文中是有效的。对于多个尖峰,必要的构造将问题限制为实数、复数或四元数(beta=1、2或4)系综。用随机积分算子描述极限律,导出相应的分布函数所满足的偏微分方程作为推论。我们还表明,在一个自然的限制下,所有的尖峰硬边法律这里推导退化到临界尖峰软边法律(或变形Tracy-Widom法律)。后者首先由Baik,Ben Arous和Peche在β =2时描述,并由Bloemendal和Virag从统一的β随机算子的角度描述。
2015-06-16 math.PR
Fluctuations of the extreme eigenvalues of finite rank deformations of random matrices
考虑确定性自伴随矩阵X_n的谱测度收敛到紧支撑的概率测度,最大和最小特征值收敛到极限测度的边.我们扰动这个矩阵,通过添加一个随机的有限秩矩阵的离域特征向量和研究的极端特征值的变形模型。我们给出了确定性矩阵X_n的必要条件,使得在体元外收敛的本征值呈现高斯涨落,而在边缘处的本征值与非微扰模型的本征值非常接近,并在同一尺度上涨落.我们把这些结果推广到X_n是随机的情况,并对一些经典的模型如具有较一般元素的Wigner矩阵或Wishart矩阵或所谓的矩阵模型进行形变,得到类似的结果。
2011-09-02 math.PR
The largest eigenvalues of finite rank deformation of large Wigner matrices: convergence and nonuniversality of the fluctuations
本文研究了由$M_N=W_N/\sqrt{N}+A_N$定义的复或实变形Wigner矩阵$(M_N)_N$的渐近谱,其中$W_N$是一个$N\times N$ Hermitian矩阵(分别为对称)维格纳矩阵,其元素具有满足庞加莱不等式的对称律。矩阵$A_N$是厄米特矩阵(分别为,对称的)和确定性的,除了1000个特征值之外,所有特征值都等于零。我们首先表明,只要$A_N$的第一个最大或最后一个最小的特征值是足够远离零,相应的特征值$M_N$几乎肯定退出有限的紧支撑的大小$N$变大。相应的极限是通用的,因为它们只涉及$W_N$的项的方差。另一方面,当$A_N$是对角的,且唯一的简单非零特征值足够大时,我们证明了最大特征值的涨落不是普适的,而是随着$W_N$的元素的特定分布而变化。
2011-02-23 math.PR
Deformed semicircle law and concentration of nonlinear random matrices for ultra-wide neural networks
University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校);University of California, Irvine(加州大学欧文分校)
本文研究超宽两层神经网络中经验共轭核与神经正切核的谱分布,证明其极限服从变形半圆律,并利用非线性 Hanson-Wright 不等式建立谱范数集中性,进而说明随机特征回归与极限核回归具有相同的渐近性能。
2023-04-14 cs.LG math.PR math.ST
Edge universality of correlation matrices
令$\widetilde{X}_{M\times N}$是具有独立实值元素$[\widetilde{x}_{ij}]$的矩形数据矩阵,其满足$\mathbb {E}\widetilde{x}_{ij}=0$和$\mathbb {E}\widetilde{x}^2_{ij}=\frac{1}{M}$,$N,M\to\infty$。这些条目在尾部有一个亚指数衰减。我们将在$N/M=d_N,\lim_{N\to\infty}d_N\neq0,1,\infty$制度下工作。本文证明了相关阵${X}^{\dagger}X$的边普适性,其中矩形矩阵$X$(称为标准化矩阵)是通过将数据矩阵$\widetilde{X}$的每一列用其欧氏范数归一化而得到的。我们的主要结果指出,渐近$k$点($k\geq1$)的相关函数的极端特征值(在两个边缘的频谱)的相关矩阵${X}^{\dagger}X$收敛到高斯相关矩阵,即Tracy-Widom法律,因此,特别是,最大和最小的特征值的${X}^{\dagger}X$适当的中心和重新缩放后收敛到Tracy-Widom分布。高斯相关矩阵的极值特征值的渐近分布是最近才得到的。作为本文主要结果的推论,我们还得到了高斯相关阵的极值特征值按Tracy-Widom律渐近分布。证明是基于格林函数的比较,但要克服的关键障碍是相关矩阵的元素的强依赖性。我们通过一个新的论点,其中涉…
2012-10-04 math.PR math.ST stat.TH
Spectral Statistics of the Sample Covariance Matrix for High Dimensional Linear Gaussians
Duke University(杜克大学)
本文研究高维稳定 LTI/LG 系统中 OLS 估计所依赖的样本协方差谱,证明非正规稳定矩阵可使最大特征值指数膨胀并导致估计误差随迭代恶化。
2023-12-10 cs.LG cs.SY eess.SY