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<math>[\mathcal{K}g](\boldsymbol{x}) = \Psi(F(\boldsymbol{x})) \boldsymbol{g} = \Psi(\boldsymbol{x}) (K_{\text{EDMD}} \boldsymbol{g}) + \underbrace{\sum_{j=1}^{N_K} \psi_j(F(\boldsymbol{x})) g_j - \Psi(\boldsymbol{x}) (K_{\text{EDMD}} \boldsymbol{g})}_{r(g, \boldsymbol{x})}.</math>
 
<math>[\mathcal{K}g](\boldsymbol{x}) = \Psi(F(\boldsymbol{x})) \boldsymbol{g} = \Psi(\boldsymbol{x}) (K_{\text{EDMD}} \boldsymbol{g}) + \underbrace{\sum_{j=1}^{N_K} \psi_j(F(\boldsymbol{x})) g_j - \Psi(\boldsymbol{x}) (K_{\text{EDMD}} \boldsymbol{g})}_{r(g, \boldsymbol{x})}.</math>
   −
通常情况下,<math>\displaystyle{ V_{N_K} }[/math]并非<math>\displaystyle{ \mathcal{K} }</math>的不变子空间,因此不存在能使<math>\displaystyle{ r(g, \boldsymbol{x} }</math>对所有<math>\displaystyle{ g \in V_{N_K} }</math>和均为零的<math>\displaystyle{ K_{\text{EDMD}} }</math>。此时,EDMD 通过最小化 “残差项<math>\displaystyle{ r(g, \boldsymbol{x}) }</math>的积分范数” 确定<math>\displaystyle{ K_{\text{EDMD}} }</math>,即求解以下优化问题:
+
通常情况下,<math>V_{N_K}</math>并非<math> \mathcal{K} </math>的不变子空间,因此不存在能使<math>\displaystyle{ r(g, \boldsymbol{x} }</math>对所有<math>\displaystyle{ g \in V_{N_K} }</math>和<math>\boldsymbol{x} \in \Omega</math>均为零的<math>\displaystyle{ K_{\text{EDMD}} }</math>。此时,EDMD 通过最小化 “残差项<math>\displaystyle{ r(g, \boldsymbol{x}) }</math>的积分范数” 确定<math>\displaystyle{ K_{\text{EDMD}} }</math>,即求解以下优化问题:
 +
 
 
<math>\displaystyle{ \arg\min_{B \in \mathbb{C}^{N_K \times N_K}} \left\{ \int_{\Omega} \max_{\substack{g \in \mathbb{C}^{N_K}, \\ \|\boldsymbol{g}\|=1}} |r(g, \boldsymbol{x})|^2 d\omega(\boldsymbol{x}) = \int_{\Omega} \|\Psi(F(\boldsymbol{x})) - \Psi(\boldsymbol{x}) B\|_{\ell^2}^2 d\omega(\boldsymbol{x}) \right\} }</math>
 
<math>\displaystyle{ \arg\min_{B \in \mathbb{C}^{N_K \times N_K}} \left\{ \int_{\Omega} \max_{\substack{g \in \mathbb{C}^{N_K}, \\ \|\boldsymbol{g}\|=1}} |r(g, \boldsymbol{x})|^2 d\omega(\boldsymbol{x}) = \int_{\Omega} \|\Psi(F(\boldsymbol{x})) - \Psi(\boldsymbol{x}) B\|_{\ell^2}^2 d\omega(\boldsymbol{x}) \right\} }</math>
−
其中表示向量的标准欧几里得范数。
+
 
−
实际计算中无法直接上式的积分,因此通过 “积分规则”(以为节点、<math>\displaystyle{ \{w_j\}_{j=1}^M }</math>为权重)近似积分,将上式转化为加权最小二乘问题:
+
其中<math>∥⋅∥
 +
ℓ2</math>表示向量的标准欧几里得范数。
 +
 
 +
实际计算中无法直接上式的积分,因此通过 “积分规则”(以<math>\displaystyle{ \{x_j\}_{j=1}^M }</math>为节点、<math>\displaystyle{ \{w_j\}_{j=1}^M }</math>为权重)近似积分,将上式转化为加权最小二乘问题:
 +
 
 +
<math>argB∈CNK​×NK​min​j=1∑M​wj​∥Ψ(y(j))−Ψ(x(j))B∥ℓ22​.(4.3)</math>
 +
 
 
该问题的解析解可表示为:
 
该问题的解析解可表示为:
 +
 
<math>\displaystyle{ K_{\text{EDMD}} = (\Psi_X^* W \Psi_X)^\dagger (\Psi_X^* W \Psi_Y) }</math>
 
<math>\displaystyle{ K_{\text{EDMD}} = (\Psi_X^* W \Psi_X)^\dagger (\Psi_X^* W \Psi_Y) }</math>
 +
 
其中 “<math>\displaystyle{ \dagger }</math>” 表示伪逆,<math>\displaystyle{ W = \text{diag}(w_1, \dots, w_M) }</math>(对角权重矩阵),和<math>\displaystyle{ \Psi_Y }</math>为矩阵,即,
 
其中 “<math>\displaystyle{ \dagger }</math>” 表示伪逆,<math>\displaystyle{ W = \text{diag}(w_1, \dots, w_M) }</math>(对角权重矩阵),和<math>\displaystyle{ \Psi_Y }</math>为矩阵,即,
 +
 
<math>\displaystyle{ \Psi_X = \begin{pmatrix} \Psi(\boldsymbol{x}^{(1)}) \\ \vdots \\ \Psi(\boldsymbol{x}^{(M)}) \end{pmatrix}, \quad \Psi_Y = \begin{pmatrix} \Psi(\boldsymbol{y}^{(1)}) \\ \vdots \\ \Psi(\boldsymbol{y}^{(M)}) \end{pmatrix} }</math>
 
<math>\displaystyle{ \Psi_X = \begin{pmatrix} \Psi(\boldsymbol{x}^{(1)}) \\ \vdots \\ \Psi(\boldsymbol{x}^{(M)}) \end{pmatrix}, \quad \Psi_Y = \begin{pmatrix} \Psi(\boldsymbol{y}^{(1)}) \\ \vdots \\ \Psi(\boldsymbol{y}^{(M)}) \end{pmatrix} }</math>
 +
 
故对于<math>\displaystyle{ \mathcal{K} }</math>的候选特征对 (<math>\displaystyle{ \lambda }</math>是候选特征值,是基于字典的候选特征函数,是系数向量),残差定义为:
 
故对于<math>\displaystyle{ \mathcal{K} }</math>的候选特征对 (<math>\displaystyle{ \lambda }</math>是候选特征值,是基于字典的候选特征函数,是系数向量),残差定义为:
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res(λ,g)2=∑j,k=1NK​​gj​​gk​(ΨX∗​WΨX​)jk​∑j,k=1NK​​gj​​gk​[(ΨY∗​WΨY​)jk​−λ(ΨY∗​WΨX​)jk​−λ(ΨX∗​WΨY​)jk​+∣λ∣2(ΨX∗​WΨX​)jk​]​.(4.6
    
===算法===
 
===算法===
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