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Homework 01

Homework 01

学在浙大

Question 1

(1)由题意可得 \(\sum\limits_{i=1}^kL_1(\mu,\sigma_i)=\sum\limits_{i=1}^k\sum\limits_{j=1}^n|\mu_j-\sigma_j^i|=\sum\limits_{j=1}^n\sum\limits_{i=1}^k|\mu_j-\sigma_j^i|\) 考虑其中的一项 \(\sum\limits_{i=1}^k|\mu_j-\sigma_j^i|\),这时 \(\mu_j\) 为变量,而 \(\sigma_j^i\) 为既定常量 将 \(\sigma_j^1,\sigma_j^2,...,\sigma_j^k\) \(k\) 个元素进行排序,假设排序后为 \(\sigma_j^{1'},\sigma_j^{2'} ,...,\sigma_j^{k'}\),考虑以下两种情况:

  • \(k\) 为偶数,那么取 \(\mu_j=\frac{\sigma_j^{\frac{k}{2}'}+\sigma_j^{\frac{k}{2}+1'}}{2}\)\(\sum\limits_{i=1}^k|\mu_j-\sigma_j^i|\) 可取到最小值
  • \(k\) 为奇数,那么取 \(\mu_j=\sigma_j^{\frac{k}{2}'}\)\(\sum\limits_{i=1}^k|\mu_j-\sigma_j^i|\) 可取到最小值

按照以上取法可以得到 \(\mu\),即 \(\mu_j\)​ 应该是第 \(j\) 个物品在所有专家中的排名的中位数。将 \(\mu\) 中元素排序过后每个元素对应的排名(相同排名顺序可任意确定)即为综合排序 \(\sigma'\),但是 \(\sigma^*\) 无法从 \(\mu\) 得到,因为 \(\mu\) 中的元素可能存在相同的情况

(2)这个题目等价于证明对数据 \(a_1,a_2,...,a_k\),中位数为 \(\mu\),平均值为 \(\beta\)\(2\sum\limits_{i=1}^k|a_i-\mu|\geq\sum\limits_{i=1}^k|a_i-\beta|\)\(a_1,a_2,...,a_k\) 平均分为两部分,设 \(x_1\leq x_2\leq ...\leq x_n\leq \mu \leq y_1\leq y_2\leq ... \leq y_n\),当 \(k\) 为偶数时 \(\mu = \frac{x_n+y_1}{2}\)\(k\) 为奇数时 \(\mu\) 即为中间那个数,我们分两种情况来看:

  • \(\beta\leq\mu\),不妨设 \(x_m\leq\beta\leq x_{m+1}\),令 \(\mu=x_{n+1}\),此时:
\[ \begin{aligned} RHS&=\sum\limits_{i=1}^m|x_i-\beta|+\sum\limits_{i=m+1}^{n+1}|x_i-\beta|+\sum\limits_{i=1}^n|y_i-\beta|=\sum\limits_{i=1}^m(\beta-x_i)+\sum\limits_{i=m+1}^{n+1}(x_i-\beta)+\sum\limits_{i=1}^n(y_i-\beta)\\ &=\sum\limits_{i=1}^k a_i-2\sum\limits_{i=1}^m x_i+m\beta-(k-m)\beta=2m\beta-2\sum\limits_{i=1}^m x_i=2\sum\limits_{i=1}^m(\beta-x_i)\\ &\leq 2\sum\limits_{i=1}^m(\mu-x_i)\leq 2\sum\limits_{i=1}^k|a_i-\mu| \end{aligned} \]
  • \(\beta\geq\mu\),同理,设 \(y_m\leq\beta\leq y_{m+1}\),令 \(\mu = y_0\)

(3)


Question 2

(1)\(s_1=5-10+57-45=7,s_2=10-5+10-7=8\)

\(s_3=7-10+3-10=-10,s_4=45-57+10-3=-5\)

\(\therefore \pmb{S}=\{7,8,-10,-5\}^T\)

(2)\(s_1^{(2)}=0(AAA)-5(AAB)+12(AAD)-5(ABB)+12(ADD)-5+3(ABC)+0(ADA)+12+7(ADC)+0(ABA)=31\)

\(s_2^{(2)}=0(BBB)+5(BAA)+5(BBA)+3(BBC)+3(BCC)+0(BAB)+0(BCB)+5+12(BAD)+3-7(BCD)=29\)

\(s_3^{(2)}=0(CCC)-3(CCB)-3(CBB)-7(CCD)-7(CDD)+0(CBC)+0(CDC)-3+5(CBA)-7-12(CDA)=-37\)

\(s_4^{(2)}=0(DDD)+7(DDC)+7(DCC)-12(DDA)-12(DAA)+0(DCD)+0(DAD)+7-3(DCB)-12-5(DAB)=-23\)

\(\therefore S^{(2)}=\{31,29,-37,-23\}^T\)

(3)\(S^{(2)}=M·S+l·S\)

\(M^2=(m^2_{ij})_{n\times n}\),其中 \(m_{ij}^2\) 表示队 \(i\) 与队 \(j\) 之间进行了 \(m_{ij}^2\) 场”二级比赛“

(4)\(S^{(r)}=M^{(r-1)}·S+l·S^{(r-1)}\)


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