|
15 | 15 | ## Быстрые запросы к матрице расстояний в $\ell_2^2$ метрике
|
16 | 16 | k-ая координата для query $Ay$, где A - матрица расстояний, может быть найдена следующим образом:
|
17 | 17 |
|
18 |
| -$$ |
| 18 | +```math |
19 | 19 | (Ay)_k = \sum_{j=1}^ny_j\|x_k-x_j\|_2^2 = ||x_k||_2^2 \sum_{j=1}^ny_j + \sum_{j=1}^ny_j||x_j||_2^2 - 2\langle x_k, \sum_{j=1}^ny_jx_j \rangle
|
20 |
| -$$ |
| 20 | +``` |
21 | 21 |
|
22 | 22 | ## Составим простой query-алгоритм
|
23 | 23 | 1) $v = \sum_{i=1}^ny_ix_i$
|
|
38 | 38 | ## Быстрые запросы к матрице расстояний в $\ell_1$ метрике
|
39 | 39 | $k$-ая координата для query $Ay$, где A - матрица расстояний, может быть найдена следующим образом:
|
40 | 40 |
|
41 |
| -$$ |
| 41 | +```math |
42 | 42 | (Ay)_k = \sum_{j=1}^ny_j\|x_k-x_j\|=\sum_{j=1}^n\sum_{i=1}^dy_j|x_{k,i}-x_{j,i}|=\sum_{i=1}^d\sum_{j=1}^ny_j|x_{k,i}-x_{j,i}|
|
43 |
| -$$ |
| 43 | +``` |
44 | 44 |
|
45 | 45 | Для каждого признака $i = \overline{1, d}$ введем перестановку $\pi ^ i$, которая соответствует отсортированному в порядке возрастания массиву значений $x_{j,i}$ (по столбцам). Тогда:
|
46 | 46 |
|
47 |
| -$$ |
| 47 | +```math |
48 | 48 | (Ay)_k = \sum_{i=1}^d\sum_{j=1}^ny_j|x_{k,i}-x_{j,i}| = \sum_{i=1}^d\Bigg(\sum_{j \ : \ \pi^i(k) \leqslant \pi^i(j)} y_j(x_{j,i}-x_{k,i}) \quad + \sum_{j \ : \ \pi^i(k) \gt\pi^i(j)} y_j(x_{k,i}-x_{j,i}) \Bigg)
|
49 |
| -$$ |
| 49 | +``` |
50 | 50 |
|
51 | 51 | Перегруппируем значения в скобках:
|
52 | 52 |
|
53 |
| -$$ |
| 53 | +```math |
54 | 54 | (Ay)_k = \sum_{i=1}^d\Bigg(x_{k,i}\bigg(\sum_{j \ : \ \pi^i(k) \gt\pi^i(j)}y_j \quad- \sum_{j \ : \ \pi^i(k) \leqslant \pi^i(j)} y_j\bigg)\quad + \sum_{j \ : \ \pi^i(k) \leqslant \pi^i(j)}y_jx_{j,i} \quad- \sum_{j \ : \ \pi^i(k) \gt\pi^i(j)} y_jx_{j,i} \Bigg)
|
55 |
| -$$ |
| 55 | +``` |
56 | 56 |
|
57 |
| -$$ |
| 57 | +```math |
58 | 58 | (Ay)_k = \sum_{i=1}^d \bigg(x_{k,i}(S_3 - S_4) + S_2 - S_1 \bigg)
|
59 |
| -$$ |
| 59 | +``` |
60 | 60 |
|
61 | 61 | ## Сложность алгоритма
|
62 | 62 |
|
@@ -90,21 +90,21 @@ Randomized Block Krylov Method [MM15]:
|
90 | 90 |
|
91 | 91 | **Теорема (10, 11, 12 из [MM15]).** С вероятностью $0.99$ алгоритм BKSVD возвращает $k$-ранговую аппроксимацию $\widehat{A_k}=\widehat{U}_k\widehat{\Sigma}_k\widehat{V}_k$ такую, что
|
92 | 92 |
|
93 |
| -$$ |
| 93 | +```math |
94 | 94 | \begin{align}
|
95 | 95 | \|A-\widehat{A}_k\|_2&\leq (1+\epsilon)\|A-A_k\|_2\\
|
96 | 96 | \|A-\widehat{A}_k\|_F&\leq (1+\epsilon)\|A-A_k\|_F\\
|
97 | 97 | |\sigma_i-\widehat{\sigma}_i|&\leq\epsilon\cdot\sigma_{k+1}^2
|
98 | 98 | \end{align}
|
99 |
| -$$ |
| 99 | +``` |
100 | 100 |
|
101 | 101 | Для этого требуется $q=\Theta\left(k/\sqrt{\epsilon}\right)$ запросов к матрице $A$.
|
102 | 102 |
|
103 | 103 | **Теорема (1.3 из [BCW22]).** Для $\epsilon>0$ и константы $p\ge1$ найдётся распределение $\mathcal{D}$ матриц $n\times n$ таких, что для $A\sim\mathcal{D}$ любой алгоритм, который хотя с константной вероятностью возвращает вектор $v:$
|
104 | 104 |
|
105 |
| -$$ |
| 105 | +```math |
106 | 106 | \|A-Avv^T\|^p_{S_p}\leq(1+\epsilon)\min_{\|u\|_1=1}\|A-Auu^T\|^p_{S_p},
|
107 |
| -$$ |
| 107 | +``` |
108 | 108 |
|
109 | 109 | требует $\Omega(1/\epsilon^{1/3})$ запросов к матрице $A$.
|
110 | 110 |
|
|
0 commit comments