📌 基本概念

特征分解(Eigen Decomposition)是线性代数中的核心工具,广泛应用于机器学习领域。它通过将矩阵分解为特征向量和特征值,帮助我们理解数据的潜在结构。例如,在降维任务中,PCA利用协方差矩阵的特征分解,找到数据的主要变化方向(主成分)。

🧮 数学原理

  1. 协方差矩阵:计算数据各维度之间的相关性
  2. 特征值与特征向量
    • 特征值越大,对应特征向量方向的数据方差越高
    • 特征向量表示数据投影的方向
  3. 标准化步骤:通过归一化特征值,确定主成分的权重

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特征值_特征向量

📚 应用场景

  • 数据压缩:保留主要特征,丢弃冗余信息
  • 图像处理:降维人脸识别数据
  • 推荐系统:提取用户与物品的潜在关联特征

🧠 扩展阅读

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📈 示例流程

  1. 标准化数据
  2. 计算协方差矩阵
  3. 分解特征值与特征向量
  4. 按权重选择主成分
  5. 降维与重建

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PCA流程_降维

⚠️ 注意事项

  • 特征值可能为负数,需注意数学性质
  • 特征向量需正交化处理
  • 实际应用中常结合奇异值分解(SVD)优化效果

如需进一步探索线性代数在机器学习中的应用,可访问 数学基础专题库