We study sampling algorithms for $\beta$-ensembles with time complexity less than cubic in the cardinality of the ensemble. Following Dumitriu & Edelman (2002), we see the ensemble as the eigenvalues of a random tridiagonal matrix, namely a random Jacobi matrix. First, we provide a unifying and elementary treatment of the tridiagonal models associated to the three classical Hermite, Laguerre and Jacobi ensembles. For this purpose, we use simple changes of variables between successive reparametrizations of the coefficients defining the tridiagonal matrix. Second, we derive an approximate sampler for the simulation of $\beta$-ensembles, and illustrate how fast it can be for polynomial potentials. This method combines a Gibbs sampler on Jacobi matrices and the diagonalization of these matrices. In practice, even for large ensembles, only a few Gibbs passes suffice for the marginal distribution of the eigenvalues to fit the expected theoretical distribution. When the conditionals in the Gibbs sampler can be simulated exactly, the same fast empirical convergence is observed for the fluctuations of the largest eigenvalue. Our experimental results support a conjecture by Krishnapur et al. (2016), that the Gibbs chain on Jacobi matrices of size $N$ mixes in $\mathcal{O}(\log(N))$.
翻译:我们研究的是时间复杂性小于合金之基数的美元比贝塔元组的抽样算法。 在 Dumitriu & Edelman (2002年) 之后, 我们把组合看成随机三对形矩阵( 随机的 Jacobi 矩阵) 的原始值。 首先, 我们对三种古典Hermite、 Laguerre 和 Jacobi 组合相关的三对角模型进行统一和基本处理。 为此, 我们使用简单的变量变化, 在确定三对角矩阵基数的系数相继再平衡之间。 其次, 我们为模拟 $\beta$- ensemembetal 组合生成一个大致的样本, 并展示多对多对数的潜能。 这种方法结合了与三种典型基调、 Laguerre 和 Jacobi 组合相关的三对立模型模型。 在实践中, 即使是大型团团, 也只有很少几处 Gibbbbs 足以使结构值的边际分布与预期的理论分布相匹配。 第二, 当GIbbbus 样样品链 的基数 的基数 的基数 的基数 的基数 的基数值 的基数 的基数值 的模型的精确值的模型的模型的精确值能够测测测测测到 的基数 。