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高维随机向量:最小夹角 / 最大点乘→
在 N 维单位球面上均匀随机取 K 个向量,考察两两点乘的最大值(即最小夹角的余弦)。 蒙特卡洛模拟与 Cai–Fan–Jiang (2013) 理论曲线对照,直观感受"高维空间中随机向量近乎正交"。
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随机矩阵的奇异值谱:MP 律与 Fuss-Catalan→
高斯矩阵 A 的奇异值谱(Marchenko-Pastur 律)与乘积谱的理论曲线对比: AᵀB(D×D 摆法)为 MP_c ⊠ MP_c(c=1 即 Fuss-Catalan FC₂,支撑 [0, 27/4]), AB(H×H 摆法)÷c 为 MP_c ⊠ MP_1——同一对矩阵,乘法维度不同曲线也不同。 只依赖比值 c = H/D,是 QK 谱分析的初始化随机基线。
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双随机投影的点积分布:Variance-Gamma 与夹角的遗忘→
向量 A、B(cos 夹角 ρ 精确受控)经独立高斯矩阵 Ma、Mb 投影后的点积 s = (Ma A)·(Mb B):固定向量随机矩阵时服从对称 Variance-Gamma(Bessel-K)分布, 且与 ρ 严格无关(双各向同性遗忘夹角);固定矩阵随机向量时均值偏移 ρ·trM/D 由矩阵实例决定——QK score 分布的初始化基线,谱研究的标量姊妹篇。
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随机投影链的长度平方分布:卡方、乘积卡方与深度对数正态→
单位向量经高斯矩阵链投影后的长度平方 s = ‖B···BA X‖²:L=1 为卡方(伽马)、 L=2 为 Bessel-K₀ 乘积伽马(精确闭式)、深链趋近对数正态——均值恒为 c = H/D (fan-in 保值),中位数却 ≈ c·e^(−L/H) 随深度萎缩:LayerNorm 的随机矩阵注脚。 quenched 对照展示长度统计的 self-averaging。
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噪音向量的基本运算:加、数乘、点积→
标准正态噪音经历逐元素加、数乘、按元素乘、平方与点积后的分布变化: 精确理论密度(正态 / 乘积正态 Bessel-K / 卡方)与蒙特卡洛直方图对照, 并对比双方随机 / 一方固定两种点积,检验"σ²=1/D 时点积方差是否为 1"。