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문제 10 [5점]
아래와 같은 관측값이 주어졌을 때, 제 1 주성분principal component을 구하시오.
평균: x¯=(2+0+3+14,0+2+1+34)=(1.5,1.5).
중심화: (0.5,−1.5),(−1.5,0.5),(1.5,−0.5),(−0.5,1.5).
공분산 행렬 (N=4):
고윳값 — 또는det(S−λI)=(1.25−λ)2−0.752=0⇒1.25−λ=±0.75⇒λ=2 또는 0.5.
제1 주성분 — 최대 고윳값 λ1=2에 대응하는 고유벡터. (S−2I)v=0에서 −0.75v1−0.75v2=0⇒v1=−v2이므로
데이터가 (2,0),(3,1)과 (0,2),(1,3)처럼 (1,−1) 방향으로 가장 넓게 퍼져 있어 자연스러운 결과다.
👉 실습(Python)에서 공분산·고유분해 계산