什么是帽子矩阵（hat matrix）？

1. 帽子矩阵Hat matrix：一类正交投影矩阵。对于线性模型Y=Xβ+e，E(e)=0，cov(e)=σ2I，矩阵H≙...X（XTX）-1XT是将观测向量Y正交投影到由X的列向量所生成的子空间上的投影矩阵。Y^＝HY。习惯上称H为帽子矩阵。

2. 矩阵：构成动态平衡的循环体系。例子：可以把能量循环体系视为矩阵。聚能/平衡效应。人体可以视为矩阵，地球可以比喻视为矩阵，宇宙也比喻的视为矩阵

3. 在数学中，矩阵（Matrix）是指纵横排列的二维数据表格，最早来自于方程组的系数及常数所构成的方阵。这一概念由19世纪英国数学家凯利首先提出。

帽子矩阵Hat matrix
帽子矩阵是回归分析中根据数据计算得到一个矩阵. 设线性回归模型的数据矩阵为, 那么称下列矩阵
为帽子矩阵; 其中为矩阵的转置矩阵. 容易验证, 帽子矩阵为一个投影矩阵.

If z is any n× 1 vector, and H is a
hat matrix, then
z = Hz + (I − H)z = z1+ z2,
say, where z1⊥ z2. The first is in col(X)
and the second is in the space of vec-
tors orthogonal to every vector in col(X). We
write z2∈ col(X)⊥. You should verify that
this is a vector space (i.e. is closed under ad-
dition and scalar multiplication).

对于线性模型Y=Xβ+e,E(e)=0,cov(e)=σ2I，矩阵H≙...X（XTX）-1XT是将观测向量Y正交投影到由X的列向量所生成的子空间上的投影矩阵。Y^＝HY，习惯上称H为帽子矩阵。

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