A logaritmikus legkisebb négyzetek módszerének karakterizációi

Hasonló dokumentumok
On The Number Of Slim Semimodular Lattices

Bozóki Sándor. MTA SZTAKI, Budapesti Corvinus Egyetem. Vitaliy Tsyganok

Páros összehasonlítás mátrixokból számolt súlyvektorok Pareto-optimalitása

Dependency preservation

Performance Modeling of Intelligent Car Parking Systems

Construction of a cube given with its centre and a sideline

Correlation & Linear Regression in SPSS

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet Nonparametric Tests

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet. Nonparametric Tests. Petra Petrovics.

Ensemble Kalman Filters Part 1: The basics

Statistical Inference

Efficient symmetric key private authentication

Phenotype. Genotype. It is like any other experiment! What is a bioinformatics experiment? Remember the Goal. Infectious Disease Paradigm

Nem teljesen kitöltött páros összehasonlítás mátrixok sajátérték optimalizálása Newton-módszerrel p. 1/29. Ábele-Nagy Kristóf BCE, ELTE

Számítógéppel irányított rendszerek elmélete. Gyakorlat - Mintavételezés, DT-LTI rendszermodellek

Angol Középfokú Nyelvvizsgázók Bibliája: Nyelvtani összefoglalás, 30 kidolgozott szóbeli tétel, esszé és minta levelek + rendhagyó igék jelentéssel

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet. Hypothesis Testing. Petra Petrovics.

Unit 10: In Context 55. In Context. What's the Exam Task? Mediation Task B 2: Translation of an informal letter from Hungarian to English.

Schwarz lemma, the Carath eodory and Kobayashi metrics and applications in complex analysis

Véges szavak általánosított részszó-bonyolultsága

Mapping Sequencing Reads to a Reference Genome

Cluster Analysis. Potyó László

Erdős-Ko-Rado theorems on the weak Bruhat lattice

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet Factor Analysis

Computer Architecture

Bevezetés a kvantum-informatikába és kommunikációba 2015/2016 tavasz

Tudományos Ismeretterjesztő Társulat

Széchenyi István Egyetem

Combinatorics, Paul Erd}os is Eighty (Volume 2) Keszthely (Hungary), 1993, pp. 1{46. Dedicated to the marvelous random walk

Csima Judit április 9.

KIEGÉSZÍTŽ FELADATOK. Készlet Bud. Kap. Pápa Sopr. Veszp. Kecsk Pécs Szomb Igény

Correlation & Linear Regression in SPSS

Klaszterezés, 2. rész

Characterizations and Properties of Graphs of Baire Functions

Számítógéppel irányított rendszerek elmélete. A rendszer- és irányításelmélet legfontosabb részterületei. Hangos Katalin. Budapest

MATEMATIKA ANGOL NYELVEN

Néhány folyóiratkereső rendszer felsorolása és példa segítségével vázlatos bemutatása Sasvári Péter

Új eredmények a nem teljesen kitöltött páros összehasonlítás mátrixok témájában (2. rész)

Statistical Dependence

Minden amerikanisztika szakos vegye fel az az alábbi elıadásokat (a

Sebastián Sáez Senior Trade Economist INTERNATIONAL TRADE DEPARTMENT WORLD BANK

MATEMATIKA ANGOL NYELVEN MATHEMATICS

SQL/PSM kurzorok rész

3. MINTAFELADATSOR KÖZÉPSZINT. Az írásbeli vizsga időtartama: 30 perc. III. Hallott szöveg értése

Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar Üzleti Információgazdálkodási és Módszertani Intézet. Correlation & Linear. Petra Petrovics.

Nemzetközi Kenguru Matematikatábor

Tudományos Ismeretterjesztő Társulat

Modeling the ecological collapse of Easter Island

TÁMOPͲ4.2.2.AͲ11/1/KONVͲ2012Ͳ0029

Descriptive Statistics

Utolsó frissítés / Last update: február Szerkesztő / Editor: Csatlós Árpádné

Utolsó frissítés / Last update: Szeptember / September Szerkesztő / Editor: Csatlós Árpádné

ANGOL NYELV KÖZÉPSZINT SZÓBELI VIZSGA I. VIZSGÁZTATÓI PÉLDÁNY

Hallgatói preferencia rangsorok készítése a jelentkezések alapján

ON A NEWTON METHOD FOR THE INVERSE TOEPLITZ EIGENVALUE PROBLEM MOODY T. CHU

ANGOL NYELV KÖZÉPSZINT SZÓBELI VIZSGA I. VIZSGÁZTATÓI PÉLDÁNY

Lopocsi Istvánné MINTA DOLGOZATOK FELTÉTELES MONDATOK. (1 st, 2 nd, 3 rd CONDITIONAL) + ANSWER KEY PRESENT PERFECT + ANSWER KEY

PELL EGYENLETEK MEGOLDÁSA LINEÁRIS REKURZÍV SOROZATOK SEGÍTSÉGÉVEL

STUDENT LOGBOOK. 1 week general practice course for the 6 th year medical students SEMMELWEIS EGYETEM. Name of the student:

Dr. Sasvári Péter Egyetemi docens

Word and Polygon List for Obtuse Triangular Billiards II


Az Open Data jogi háttere. Dr. Telek Eszter

Discussion of The Blessings of Multiple Causes by Wang and Blei

MATEMATIKA ANGOL NYELVEN

3. MINTAFELADATSOR EMELT SZINT. Az írásbeli vizsga időtartama: 30 perc. III. Hallott szöveg értése

KISTERV2_ANOVA_

First experiences with Gd fuel assemblies in. Tamás Parkó, Botond Beliczai AER Symposium

Daloló Fülelő Halász Judit Szabó T. Anna: Tatoktatok Javasolt nyelvi szint: A2 B1 / Resommended European Language Level: A2 B1

MATEMATIKA ANGOL NYELVEN

EN United in diversity EN A8-0206/419. Amendment

Using the CW-Net in a user defined IP network

Cloud computing. Cloud computing. Dr. Bakonyi Péter.

Néhány elemmel konzisztenssé tehető páros összehasonlítás mátrixok

A rosszindulatú daganatos halálozás változása 1975 és 2001 között Magyarországon

Genome 373: Hidden Markov Models I. Doug Fowler

Mélykúti Bence: The Mixing Rate of Markov Chain Monte Carlo Methods and some Applications of MCMC Simulation in Bioinformatics.

MINDENGYEREK KONFERENCIA

István Micsinai Csaba Molnár: Analysing Parliamentary Data in Hungarian

16F628A megszakítás kezelése

FÖLDRAJZ ANGOL NYELVEN

Adatbázisok 1. Rekurzió a Datalogban és SQL-99

Smaller Pleasures. Apróbb örömök. Keleti lakk tárgyak Répás János Sándor mûhelyébõl Lacquerware from the workshop of Répás János Sándor

BIOMETRIA_ANOVA_2 1 1

MATEMATIKA ANGOL NYELVEN

KÖZGAZDASÁGI ALAPISMERETEK (ELMÉLETI GAZDASÁGTAN) ANGOL NYELVEN BASIC PRINCIPLES OF ECONOMY (THEORETICAL ECONOMICS)

Összefoglalás. Summary. Bevezetés

Certificate no./bizonyítvány száma: ÉlfF/200-29/2017. ÁLLATEGÉSZSÉGÜGYI BIZONYÍTVÁNY

Local fluctuations of critical Mandelbrot cascades. Konrad Kolesko

TestLine - Angol teszt Minta feladatsor

Supporting Information

Unification of functional renormalization group equations

Cloud computing Dr. Bakonyi Péter.

Resource-monotonicity and Populationmonotonicity

Választási modellek 3

A HULLATÉK-ANALÍZIS ÉS A GYOMORTARTALOM ELEMZÉS ÖSSZE- HASONLÍTÁSA VÖRÖS RÓKA TÁPLÁLKOZÁS VIZSGÁLATA SORÁN

USER MANUAL Guest user

MATEMATIKA ANGOL NYELVEN

}w!"#$%&'()+,-./012345<ya

1. MINTAFELADATSOR KÖZÉPSZINT. Az írásbeli vizsga időtartama: 30 perc. III. Hallott szöveg értése

Átírás:

A logaritmikus legkisebb négyzetek módszerének karakterizációi Csató László laszlo.csato@uni-corvinus.hu MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet (MTA SZTAKI) Operációkutatás és Döntési Rendszerek Kutatócsoport Budapesti Corvinus Egyetem (BCE) Operációkutatás és Aktuáriustudományok Tanszék XXXII. Magyar Operációkutatási Konferencia Cegléd 2017. június 15.

Outline 1 Introduction 2 Preliminaries 3 Characterization of LLSM 4 Characterization of the ranking induced by LLSM 5 Summary Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 2 / 15

Introduction What is the goal? Inconsistency in pairwise comparisons Inconsistency: alternative A is two times better than alternative B, alternative B is three times better than alternative C, but alternative A is NOT six (= 2 3) times better than alternative C What is the best approximation of these inconsistent preferences? Dierent answers: Eigenvector Method (EM), Logarithmic Least Squares Method / geometric mean (LLSM), Least Squares Method, Preference Weighted Least Squares, Least Absolute Error etc. Axiomatic discussion Reasonable properties are suggested and examined Some characterizations are known, mainly for LLSM We provide a new axiomatization of LLSM as well as of the ranking induced by this method Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 3 / 15

Preliminaries Pairwise comparison matrices and weighting methods Pairwise comparison matrix Matrix A = [a ij ] R n n + is a pairwise comparison matrix if a ji = 1/a ij for all 1 i, j n. The set of all pairwise comparison matrices of size n n is denoted by A n n. Consistency Pairwise comparison matrix A = [a ij ] is consistent if a ik = a ij a jk for all 1 i, j, k n. Weight vector Vector w = [w i ] R n + is a weight vector if n i=1 w i = 1. The set of all weight vectors of size n is denoted by R n. Weighting method Function f : A n n R n is a weighting method. Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 4 / 15

Preliminaries Two weighting methods Eigenvector Method (EM) The Eigenvector Method is the function A w EM (A) such that Aw EM (A) = λ max w EM (A), where λ max denotes the maximal eigenvalue of matrix A. Logarithmic Least Squares Method (LLSM) The Logarithmic Least Squares Method is the function A w LLSM (A) such that the weight vector w LLSM (A) is the optimal solution of the problem: n n [ ( )] 2 wi min w R n +, log a n ij log. (1) i=1 w i =1 w j i=1 j=1 LLSM is sometimes called (row) geometric mean since the solution of (1) can be computed as w i = ( n n ) j=1 a1/n ij / n i=1 j=1 a1/n ij. Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 5 / 15

Characterization of LLSM Axioms for a weighting method Correctness (CR) Let A A n n be a consistent pairwise comparison matrix. Weighting method f : A n n R n is correct if f i (A)/f j (A) = a ij for all 1 i, j n. Transformation of consistency reconstruction Let A A n n be a pairwise comparison matrix and 1 i, j, k n be three dierent alternatives. A transformation of consistency reconstruction on (i, j, k) by α provides the pairwise comparison matrix  A n n such that â ij = αa ij, â jk = αa jk, â ik = a ik /α and â lm = a lm for all other elements. Independence of consistency reconstruction (ICR) Let A,  A n n be two pairwise comparison matrices such that  is obtained from A through a transformation of consistency reconstruction. Weighting method (Â) f : A n n R n is independent of consistency reconstruction if f (A) = f. Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 6 / 15

Characterization of LLSM Analysis of weighting methods Lemma The Eigenvector Method and the Logarithmic Least Squares Method satisfy correctness. Lemma The Eigenvector Method violates independence of consistency reconstruction. Proof Consider the following pairwise comparison matrices: 1 1 1 8 1 2 1 4 A = 1 1 1 1 1 1 1 1 and  = 1/2 1 1 2 1 1 1 1 1/8 1 1 1 1/4 1/2 1 1  can be obtained from A through a transformation of consistency reconstruction on (1, 2, 4) by α = 2, but w EM (A) w EM (Â). Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 7 / 15.

Characterization of LLSM Characterization of LLSM as a weighting method Lemma The Logarithmic Least Squares Method satises independence of consistency reconstruction. Theorem (rst main result) The Logarithmic Least Squares Method is the unique weighting method satisfying correctness and independence of consistency reconstruction. Proof 1 Check that LLSM satises both axioms (see the previous lemmata). 2 Uniqueness: Let P i = n n k=1 a i,k. Dene the pairwise comparison matrix A (n 1,n) A n n such that a (n 1,n) 1,n 1 = α n 1,n a 1,n 1, a (n 1,n) a 1,n /α n 1,n, a (n 1,n) n 1,n = α n 1,n a n 1,n and a i,j = a (n 1,n) i,j 1,n = for all other elements, where α n 1,n = P n 1 / (P n a n 1,n ). So a (n 1,n) n 1,n = P n 1 /P n. Follow this procedure to get the consistent matrix A (2,3) A n n. Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 8 / 15

Characterization of LLSM Independence of the axioms Lemma CR and ICR are logically independent axioms. Proof It is shown that there exist scoring methods, which satisfy one axiom, but do not meet the other: 1 CR: Eigenvector Method; 2 ICR: at method, that is, f i (A) = f j (A) = 1/n for all 1 i, j n. Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 9 / 15

Characterization of the ranking induced by LLSM Ranking of the alternatives Weighting methods are often used only to derive a ranking of the alternatives Ranking is a complete (i j or i j for all 1 i, j n) and transitive (for all 1 i, j, k n: if i j and j k, then i k) weak order on the set of alternatives The set of all rankings on n alternatives is denoted by R n Ranking method Function g : A n n R n is a ranking method. Example Logarithmic Least Squares Ranking Method is the function A LLSM A that i LLSM A j if wi LLSM (A) wi LLSM (A) for all A A n n. such Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 10 / 15

Characterization of the ranking induced by LLSM Axioms for a ranking method I. Anonymity (ANO) Let A = [a ij ] A n n be a pairwise comparison matrix, σ : N N be a permutation on the set of alternatives N, and σ(a) = [σ(a) ij ] A n n be the pairwise comparison matrix obtained from A by this permutation such that σ(a) ij = a σ(i)σ(j). Ranking method g : A n n R n is anonymous if i g A j σ(i) g σ(a) σ(j) for all 1 i, j n. Responsiveness (RES) Let A, A A n n be two pairwise comparison matrices and 1 i, j n be two dierent alternatives such that A and A are identical but a ij > a ij. Ranking method g : A n n R n is called responsive if i g A j i g A j. Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 11 / 15

Characterization of the ranking induced by LLSM Axioms for a ranking method II. Aggregation of pairwise comparison matrices [ ] [ ] [ Let A (1) = A n n, A (2) = A n n,..., A (k) = a (1) ij a (2) ij a (k) ij ] A n n be some pairwise comparison matrices. Their [ aggregate is the pairwise ] comparison matrix A (1) A (2) A (k) k = a (1) a (k) ij A n n. Remark ij a (2) ij Geometric mean is the only quasiarithmetic mean which meets reciprocity and positive homogeneity. Aggregation invariance (AI ) Let A (1), A (2),..., A (k) A n n be some pairwise comparison matrices. Let g : A n n R n be a ranking method such that i g A j for all 1 l (l) k. g is called aggregation invariant if i g A (1) A (2) A j, furthermore, (k) i g A (1) A (2) A j if at least one of the individual preferences is strict. (k) Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 12 / 15

Characterization of the ranking induced by LLSM Characterization of LLSM as a ranking method Theorem (second main result) The Logarithmic Least Squares Ranking Method is the unique ranking method satisfying anonymity, responsiveness and aggregation invariance. Lemma ANO, RES and AI are logically independent axioms. Proof It is shown that there exist ranking methods, which satisfy exactly two properties from the set ANO, RES and AI, but dier from the Logarithmic Least Squares Ranking Method (therefore violate the third axiom): 1 RES and AI : ranking by indices, i g A j for all A An n if i < j 2 ANO and AI : at ranking, i g A j for all i, j N and A An n 3 ANO and RES: ranking by arithmetic means, i g A j for all i, j N and A A n n if n k=1 a ik n k=1 a jk Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 13 / 15

Summary Conclusions Observations Reversed Logarithmic Least Squares Ranking Method can be characterized by anonymity, aggregation invariance and negative responsiveness (i g A j i g A j if a ij > a ij)) Conjecture: other quasiarithmetic means can be characterized by ANO, RES and an appropriate version of AI Axiomatizations essentially depend on IIC and AI, respectively Topics for future research Eigenvector Ranking Method and responsiveness Other characterizations of weighting and ranking methods Extension to the incomplete case It is NOT suggested that these axioms should be accepted! Csató László (MTA SZTAKI) Characterizations of LLSM MKE Konferencia 2016 14 / 15

A choice of axioms is not purely a subjective task. It is usually expected to achieve some denite aim some specic theorem or theorems are to be derivable from the axioms and to this extent the problem is exact and objective. But beyond this there are always other important desiderata of a less exact nature: the axioms should not be too numerous, their system is to be as simple and transparent as possible, and each axiom should have an immediate intuitive meaning by which its appropriateness can be judged directly. (Neumann, J. és Morgenstern, O.: Theory of Games and Economic Behavior) Köszönöm szépen a gyelmet!