معنى كلمة Fréchet

في الرياضيات والإحصاء ، يُعدّ متوسط ​​فريشيه تعميمًا لمفهوم مركز الكتلة في الفضاءات المترية ، حيث يُعطي نقطةً تمثيليةً واحدةً أو نزعةً مركزيةً لمجموعة من النقاط. سُمّيَ هذا المتوسط ​​نسبةً إلى موريس فريشيه . أما متوسط ​​كارشر، فهو إعادة تسمية لمفهوم مركز الكتلة الريماني الذي طوّره كارستن غروف وهيرمان كارشر . [ 1 ] [ 2 ] في مجموعة الأعداد الحقيقية، يُمكن تفسير المتوسط ​​الحسابي والوسيط والمتوسط ​​الهندسي والمتوسط ​​التوافقي جميعها على أنها متوسطات فريشيه لدوال المسافة المختلفة.

تعريف

ليكن ( M , d ) فضاءً متريًا كاملاً . ولتكن x1 ، x2 ، ...، xN نقاطًا في M. لأي نقطة p في M ، يُعرَّف تباين فريشيه بأنه مجموع مربعات المسافات من p إلى xi :

Ψ(ص)=أنا=1شمالد2(ص،xأنا){\displaystyle \Psi (p)=\sum _{i=1}^{N}d^{2}(p,x_{i})}

إذن، فإن متوسطات كارشر هي تلك النقاط، m من M ، التي تقلل منΨ{\displaystyle \Psi }: [ 2 ]

م=الحد الأدنى للوسيطصمأنا=1شمالد2(ص،xأنا){\displaystyle m=\mathop {\text{arg min}} _{p\in M}\sum _{i=1}^{N}d^{2}(p,x_{i})}

إذا كان هناك قيمة فريدة لـ m من M تُقلل بشكل صارمΨ{\displaystyle \Psi }إذن، فمعنى ذلك هو Fréchet .

أمثلة على معنى كلمة Fréchet

المتوسط ​​الحسابي والوسيط

بالنسبة للأعداد الحقيقية، فإن المتوسط ​​الحسابي هو متوسط ​​فريشيه، باستخدام المسافة الإقليدية المعتادة كدالة للمسافة.

الوسيط هو أيضًا متوسط ​​فريشيه، إذا تم تعميم تعريف الدالة Ψ إلى الدالة غير التربيعية

Ψ(ص)=أنا=1شمالدα(ص،xأنا)،{\displaystyle \Psi (p)=\sum _{i=1}^{N}d^{\alpha }(p,x_{i}),}

أينα=1{\displaystyle \alpha =1}والمسافة الإقليدية هي دالة المسافة d . [ 3 ] في الفضاءات ذات الأبعاد الأعلى، يصبح هذا هو الوسيط الهندسي .

المتوسط ​​الهندسي

على الأعداد الحقيقية الموجبة، دالة المسافة (الزائدية)د(x،y)=|سجل(x)-سجل(y)|{\displaystyle d(x,y)=|\log(x)-\log(y)|}يمكن تعريفه. المتوسط ​​الهندسي هو المتوسط ​​المقابل لـ "فريشيه". في الواقع و:xهـx{\displaystyle f:x\mapsto e^{x}}إذن، يكون هذا تحويلاً متساوي القياس من الفضاء الإقليدي إلى هذا الفضاء "الزائدي"، ويجب أن يحترم متوسط ​​فريشيه: متوسط ​​فريشيه لـxأنا{\displaystyle x_{i}}الصورة من تصميمو{\displaystyle f}من فريشيه تعني (بالمعنى الإقليدي) منو-1(xأنا){\displaystyle f^{-1}(x_{i})}أي أنه يجب أن يكون:

و(1نأنا=1نو-1(xأنا))=خبرة(1نأنا=1نسجلxأنا)=x1xنن{\displaystyle f\left({\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}f^{-1}(x_{i})\right)=\exp \left({\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}\log x_{i}\right)={\sqrt[{n}]{x_{1}\cdots x_{n}}}}.

المتوسط ​​التوافقي

في الأعداد الحقيقية الموجبة ، المقياس (دالة المسافة):

دح(x،y)=|1x-1y|{\displaystyle d_{\operatorname {H} }(x,y)=\left|{\frac {1}{x}}-{\frac {1}{y}}\right|}

يمكن تعريفها. المتوسط ​​التوافقي هو متوسط ​​فريشيه المقابل.

القوة تعني

بفرض عدد حقيقي غير صفريم{\displaystyle m}يمكن الحصول على المتوسط ​​الأسي كمتوسط ​​فريشيه عن طريق إدخال المقياس

دم(x،y)=|xم-yم|{\displaystyle d_{m}(x,y)=\left|x^{m}-y^{m}\right|}

المتوسط ​​f

بفرض دالة قابلة للعكس ومتصلةو{\displaystyle f}، يمكن تعريف المتوسط ​​f بأنه متوسط ​​فريشيه الذي تم الحصول عليه باستخدام المقياس:

دو(x،y)=|و(x)-و(y)|{\displaystyle d_{f}(x,y)=\left|f(x)-f(y)\right|}

يُطلق على هذا أحيانًا اسم المتوسط ​​العام f أو المتوسط ​​شبه الحسابي .

المتوسط ​​المرجح

يمكن استخدام التعريف العام لمتوسط ​​فريشيه (الذي يتضمن إمكانية ترجيح الملاحظات) لاستخلاص نسخ مرجحة لجميع أنواع المتوسطات المذكورة أعلاه.

بالنسبة للمتوسط ​​الحسابي، يتم تعيين أوزان wᵢ للمتغيرات xᵢ . بعد ذلك، يتم تعريف تباينات فريشيه ومتوسط ​​فريشيه على النحو التالي :

Ψ(ص)=أنا=1شمالwأناد2(ص،xأنا)،م=الحد الأدنى للوسيطصمأنا=1شمالwأناد2(ص،xأنا).{\displaystyle \Psi (p)=\sum _{i=1}^{N}w_{i}\,d^{2}(p,x_{i}),\;\;\;\;m=\mathop {\text{arg min}} _{p\in M}\sum _{i=1}^{N}w_{i}d^{2}(p,x_{i}).}

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ جروف ، كارستن. كارشر ، هيرمان (1973)، “كيفية تصريف إجراءات المجموعة المغلقة C1، Math.Z. 132”، Mathematische Zeitschrift ، 132 (1): 11–20 ، دوى : 10.1007 / BF01214029.
  2. 1 2 نيلسن، فرانك؛ بهاتيا، راجندرا (2012)، هندسة معلومات المصفوفة ، سبرينغر، ص 171، ISBN  9783642302329.
  3. نيلسن وباتيا (2012) ، ص  136 .