【2021.02.09更新】数学常用基本公式

泰勒级数

条件不多说了,函数f(x)f(x)f(x)在点x=x0x = {x_0}x=x0出展开为
f(x0)+f′(x0)(x−x0)+f′′(x0)2!(x−x0)2+⋯+f(n)(x0)n!(x−x0)n+⋯f({x_0}) + f'({x_0})(x - {x_0}) + \frac{{f''({x_0})}}{{2!}}{(x - {x_0})^2} + \cdots + \frac{{{f^{(n)}}({x_0})}}{{n!}}{(x - {x_0})^n} + \cdots f(x0)+f(x0)(xx0)+2!f(x0)(xx0)2++n!f(n)(x0)(xx0)n+

超量均方误差(超量MSE)

误差e(k)e(k)e(k),则ξ(k)\xi (k)ξ(k)e(k)e(k)e(k)平方的期望(也是MSE曲面),即
ξ(k)=E[e2(k)]\xi (k) = E\left[ {{e^2}(k)} \right]ξ(k)=E[e2(k)]

e(k)=e0(k)−ΔwT(k)x(k)e(k) = {e_0}(k) - \Delta {{\bf{w}}^T}(k){\bf{x}}(k)e(k)=e0(k)ΔwT(k)x(k)

式中,e0(k)e_0(k)e0(k)为最优输出误差e0(k)=d(k)−w0Tx(k)e_0(k)=d(k)-{\bf{w_0^T} x}(k)e0(k)=d(k)w0Tx(k),其平方的期望为ξmin⁡{\xi _{\min }}ξmin

R=E[x(k)xT(k)]{\bf{R}} = E\left[ {{\bf{x}}(k){{\bf{x}}^{\mathop{\rm T}\nolimits} }(k)} \right]R=E[x(k)xT(k)]

ξ(k)=ξmin⁡+tr{E[x(k)xT(k)]E[Δw(k)ΔwT(k)]}=ξmin⁡+E[Δw(k)ΔwT(k)]\xi (k) = {\xi _{\min }} + {\mathop{\rm tr}\nolimits} \left\{ {E\left[ {{\bf{x}}(k){{\bf{x}}^{\mathop{\rm T}\nolimits} }(k)} \right]E\left[ {\Delta {\bf{w}}(k)\Delta {{\bf{w}}^{\mathop{\rm T}\nolimits} }(k)} \right]} \right\}\\ = {\xi _{\min }} + E\left[ {\Delta {\bf{w}}(k)\Delta {{\bf{w}}^{\mathop{\rm T}\nolimits} }(k)} \right]ξ(k)=ξmin+tr{E[x(k)xT(k)]E[Δw(k)ΔwT(k)]}=ξmin+E[Δw(k)ΔwT(k)]

则MSE的超量定义为

Δξ(k)≜ξ(k)−ξmin⁡\Delta \xi (k) \triangleq \xi (k) - {\xi _{\min }}Δξ(k)ξ(k)ξmin

超量均方误差为

ξexc=lim⁡k→∞Δξ(k){\xi _{{\text{exc}}}} = \mathop {\lim }\limits_{k \to \infty } \Delta \xi (k)ξexc=klimΔξ(k)

重要关系式:tr[R]=E[∣x(k)∣2]{\mathop{\rm tr}\nolimits} \left[ {\bf{R}} \right] = E\left[ {{{\left| {{\bf{x}}(k)} \right|}^2}} \right]tr[R]=E[x(k)2]

G2(fB,τ)G_2(f_B, \tau)G2(fB,τ)τ\tauτ的关系

τ\tauτ为矩形脉冲的宽度,则经过归一化
G2(fB,τ)=sin(πfB∗τ)/πG_2(f_B, \tau)=sin(\pi f_B*\tau)/\piG2(fB,τ)=sin(πfBτ)/π

τ=0.1Ts\tau = 0.1T_sτ=0.1Ts时,G2(fB,τ)=sin(0.1π)/π=0.0984G_2(f_B, \tau)=sin(0.1\pi)/\pi=0.0984G2(fB,τ)=sin(0.1π)/π=0.0984
τ=0.5Ts\tau = 0.5T_sτ=0.5Ts时,G2(fB,τ)=sin(0.5π)/π=0.3183G_2(f_B, \tau)=sin(0.5\pi)/\pi=0.3183G2(fB,τ)=sin(0.5π)/π=0.3183
τ=0.9Ts\tau = 0.9T_sτ=0.9Ts时,G2(fB,τ)=sin(0.9π)/π=0.0984G_2(f_B, \tau)=sin(0.9\pi)/\pi=0.0984G2(fB,τ)=sin(0.9π)/π=0.0984

向量范数

定义一个向量为:a=[-5,6,8,10]。

  • 向量的1范数:向量的各个元素的绝对值之和,上述向量a的1范数结果就是:29。
  • 向量的2范数:向量的各个元素的平方和再开平方根,上述a的2范数结果就是:15。
  • 向量的负无穷范数:向量的所有元素的绝对值中最小的:上述向量a的负无穷范数结果就是:5。
  • 向量的正无穷范数:向量的所有元素的绝对值中最大的:上述向量a的正无穷范数结果就是:10。

三角函数积分公式

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麦克劳林展开式

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幂级数求和、常见不等式

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幂级数展开式

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常见等价关系

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