{"id":1286,"date":"2022-10-04T15:54:58","date_gmt":"2022-10-04T15:54:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/?p=1286"},"modified":"2024-10-05T20:34:07","modified_gmt":"2024-10-05T20:34:07","slug":"note-to-self-hanson-wright-inequality","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2022\/10\/04\/note-to-self-hanson-wright-inequality\/","title":{"rendered":"Note to Self: Hanson\u2013Wright Inequality"},"content":{"rendered":"\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><em>This post is part of a new series for this blog, <strong>Note to Self<\/strong>, where I collect together some notes about an idea related to my research. This content may be much more technical than most of the content of this blog and of much less wide interest. My hope in sharing this is that someone will find this interesting and useful for their own work.<\/em><\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-css-opacity\"\/>\n\n\n\n<p>This post is about a fundamental tool of <a href=\"https:\/\/tropp.caltech.edu\/notes\/Tro21-Probability-High-LN.pdf\">high-dimensional probability<\/a>, the <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1306.2872\">Hanson\u2013Wright inequality<\/a>. The Hanson\u2013Wright inequality is a <a href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2022\/08\/02\/big-ideas-in-applied-math-concentration-inequalities\/\">concentration inequality<\/a> for <em><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Quadratic_form#Associated_symmetric_matrix\">quadratic forms<\/a><\/em> of random vectors\u2014that is, expressions of the form <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-2ba743c4e31b28252490bf3238450e0f_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"45\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> where <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is a random vector. Many statements of this inequality in the literature have an unspecified constant <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-04afceddf01c5f187cca867198d2dd52_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#99;&#32;&#62;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"40\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>; our goal in this post will be to derive a fairly general version of the inequality with only explicit constants.<\/p>\n\n\n\n<p>The core object of the Hanson\u2013Wright inequality is a <em><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Sub-Gaussian_distribution\">subgaussian<\/a><\/em><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Sub-Gaussian_distribution\"> random variable<\/a>. A random variable <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-58d456b42236adc71c7788a42a6c7884_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#89;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is subgaussian if the probability it exceeds a threshold <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f7c31707f29cc03d143ea78c9833003e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#116;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"6\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> in magnitude decays as<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 24px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (1) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7f713f49e028fa06020270f85a5a1e2f_l3.png\" height=\"24\" width=\"517\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#92;&#123;&#124;&#89;&#124;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#114;&#109;&#123;&#101;&#125;&#94;&#123;&#45;&#116;&#94;&#50;&#47;&#97;&#125;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#102;&#111;&#114;&#32;&#115;&#111;&#109;&#101;&#32;&#36;&#97;&#62;&#48;&#36;&#32;&#97;&#110;&#100;&#32;&#102;&#111;&#114;&#32;&#97;&#108;&#108;&#32;&#115;&#117;&#102;&#102;&#105;&#99;&#105;&#101;&#110;&#116;&#108;&#121;&#32;&#108;&#97;&#114;&#103;&#101;&#32;&#36;&#116;&#36;&#46;&#125;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>The name sub<em>gaussian<\/em> is appropriate as the tail probabilities of <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Normal_distribution\">Gaussian random variables<\/a> exhibit the same square-exponential decrease <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-63452ff7fda0fe98465ad98f788cb517_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#114;&#109;&#123;&#101;&#125;&#94;&#123;&#45;&#116;&#94;&#50;&#47;&#97;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"44\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>.<\/p>\n\n\n\n<p>A (non-obvious) fact is that if <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-58d456b42236adc71c7788a42a6c7884_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#89;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is subgaussian in the sense (1) and centered (<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-57fdb4d6661f8cfe50661eddeef75c55_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#89;&#32;&#61;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"59\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>), then <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-58d456b42236adc71c7788a42a6c7884_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#89;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>&#8216;s <em><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Cumulant#Definition\">cumulant generating function<\/a><\/em> (cgf)<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 19px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c65c7c900f2941726b28371b5fdcb4e8_l3.png\" height=\"19\" width=\"175\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#89;&#40;&#116;&#41;&#32;&#58;&#61;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#116;&#89;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>is subquadratic: There is a constant <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-04afceddf01c5f187cca867198d2dd52_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#99;&#32;&#62;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"40\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/> (independent of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-58d456b42236adc71c7788a42a6c7884_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#89;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a75c3139cf459f4de0ac69cfbed08a4c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>), for which<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (2) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e307f36da20e09f721e8f9a24d36a693_l3.png\" height=\"22\" width=\"209\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#89;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#99;&#97;&#32;&#116;&#94;&#50;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#102;&#111;&#114;&#32;&#97;&#108;&#108;&#32;&#36;&#116;&#92;&#105;&#110;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#82;&#125;&#36;&#125;&#46;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Moreover,<sup class=\"modern-footnotes-footnote \" data-mfn=\"1\" data-mfn-post-scope=\"000000000000057f0000000000000000_1286\"><a href=\"javascript:void(0)\"  role=\"button\" aria-pressed=\"false\" aria-describedby=\"mfn-content-000000000000057f0000000000000000_1286-1\">1<\/a><\/sup><span id=\"mfn-content-000000000000057f0000000000000000_1286-1\" role=\"tooltip\" class=\"modern-footnotes-footnote__note\" tabindex=\"0\" data-mfn=\"1\">See Proposition 2.5.2 of <a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/\">Vershynin&#8217;s<\/a> <a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/papers\/HDP-book\/HDP-book.html\"><em>High-Dimensional Probability<\/em><\/a>.<\/span> a subquadratic cgf (2) also implies the subgaussian tail property (1), with a different parameter <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5aec2aeed12f0e77758c9e6ca012fe01_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#97;&#32;&#62;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"42\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>.<\/p>\n\n\n\n<p>Since properties (1) and (2) are equivalent (up to a change in the parameter <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a75c3139cf459f4de0ac69cfbed08a4c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>), we are free to fix a version of property (2) as our definition for a (centered) subgaussian random variable.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Definition (subgaussian random variable):<\/strong> A centered random variable <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ee8974e4adfbdab75fa43f4df80b4e5d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is said to be <em><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1ccb53cb35fc73370b29b241e3fa4bcd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>-subgaussian<\/em> or <em>subgaussian with variance proxy <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1ccb53cb35fc73370b29b241e3fa4bcd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/><\/em> if its cgf is subquadratic: <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 36px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (3) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c7c44d1fed75ceb263a286963825c5ae_l3.png\" height=\"36\" width=\"211\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#118;&#116;&#94;&#50;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#102;&#111;&#114;&#32;&#97;&#108;&#108;&#32;&#36;&#116;&#92;&#105;&#110;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#82;&#125;&#36;&#46;&#125;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>For instance, a mean-zero <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Normal_distribution\">Gaussian random variable<\/a> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ee8974e4adfbdab75fa43f4df80b4e5d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> with variance <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a2024a460bf317e5afc96726d79cb6ff_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#94;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"18\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> has cgf<\/p>\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 36px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (4) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ee966879f0689027cc0f7f2396dd0dae_l3.png\" height=\"36\" width=\"114\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091; &#92;&#120;&#105;&#95;&#88;&#40;&#116;&#41;&#32;&#61;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#94;&#50;&#32;&#116;&#94;&#50;&#44;&#32; &#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n<p>and is thus subgaussian with variance proxy <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e935fc913ced8fa7bfc36b2be81fb507_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;&#32;&#61;&#32;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#94;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"51\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> equal to its variance.<\/p>\n\n\n\n<p>Here is a statement of the Hanson\u2013Wright inequality as it typically appears with unspecified constants (see Theorem 6.2.1 of <a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/\">Vershynin&#8217;s<\/a> <a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/papers\/HDP-book\/HDP-book.html\"><em>High-Dimensional Probability<\/em><\/a>):<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Theorem (Hanson\u2013Wright):<\/strong> Let <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be a random vector with independent centered <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1ccb53cb35fc73370b29b241e3fa4bcd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>-subgaussian entries and let <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be a square matrix. Then <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a84a4ab33a1186630c8021cbfcd72d23_l3.png\" height=\"54\" width=\"475\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#123;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#124;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#093;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#124;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#50;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#45;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#99;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#32;&#43;&#32;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#44;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p> where <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-bdf082f0bcaa632fd108ba526d65a684_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#99;&#62;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"40\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/> is a constant (not depending on <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1ccb53cb35fc73370b29b241e3fa4bcd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f7c31707f29cc03d143ea78c9833003e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#116;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"6\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, or <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>).<sup class=\"modern-footnotes-footnote \" data-mfn=\"2\" data-mfn-post-scope=\"000000000000057f0000000000000000_1286\"><a href=\"javascript:void(0)\"  role=\"button\" aria-pressed=\"false\" aria-describedby=\"mfn-content-000000000000057f0000000000000000_1286-2\">2<\/a><\/sup><span id=\"mfn-content-000000000000057f0000000000000000_1286-2\" role=\"tooltip\" class=\"modern-footnotes-footnote__note\" tabindex=\"0\" data-mfn=\"2\">Here, <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a4415206544b48cc3a90e08f101f138e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#124;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"38\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6f7c7374d9450ba3b092597ca402f7b1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#124;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#92;&#124;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"27\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> denote the <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Matrix_norm#Frobenius_norm\">Frobenius<\/a> and <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Matrix_norm#Spectral_norm\">spectral<\/a> norms.<\/span>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>This type of concentration is exactly the same type as provided by <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Bernstein_inequalities_(probability_theory)#Some_of_the_inequalities\">Bernstein&#8217;s inequality<\/a> (which I discussed in <a href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2022\/08\/02\/big-ideas-in-applied-math-concentration-inequalities\/\">my post on concentration inequalities<\/a>). In particular, for small deviations <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f7c31707f29cc03d143ea78c9833003e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#116;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"6\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, the tail probabilities decay are <em>subgaussian<\/em> with variance proxy <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1c0f5a43be66591c2b5660af82380c51_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#97;&#112;&#112;&#114;&#111;&#120;&#32;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"79\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-37b39cb580d561ba6777a9e757dc714f_l3.png\" height=\"54\" width=\"418\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#123;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#124;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#093;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#124;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#125;&#32;&#92;&#115;&#116;&#97;&#99;&#107;&#114;&#101;&#108;&#123;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#115;&#109;&#97;&#108;&#108;&#32;&#36;&#116;&#36;&#125;&#125;&#123;&#92;&#108;&#101;&#115;&#115;&#97;&#112;&#112;&#114;&#111;&#120;&#125;&#32;&#50;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#45;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#99;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>For large deviations <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f7c31707f29cc03d143ea78c9833003e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#116;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"6\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, this switches to <em><a href=\"https:\/\/www.stat.cmu.edu\/~arinaldo\/Teaching\/36709\/S19\/Scribed_Lectures\/Feb5_Aleksandr.pdf\">subexponential<\/a><\/em> tail probabilities with decay rate <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-feccb5d123423de4f648bd9c35c5c92e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#97;&#112;&#112;&#114;&#111;&#120;&#32;&#118;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"57\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 44px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-244ec27c116074c4ee0033dda85051d8_l3.png\" height=\"44\" width=\"404\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#123;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#124;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#093;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#124;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#125;&#32;&#92;&#115;&#116;&#97;&#99;&#107;&#114;&#101;&#108;&#123;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#108;&#97;&#114;&#103;&#101;&#32;&#36;&#116;&#36;&#125;&#125;&#123;&#92;&#108;&#101;&#115;&#115;&#97;&#112;&#112;&#114;&#111;&#120;&#125;&#32;&#50;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#45;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#99;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#116;&#125;&#123;&#118;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Mediating these two parameter regimes are the size of the matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, as measured by its <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Matrix_norm#Frobenius_norm\">Frobenius<\/a><span style=\"font-size: revert;\"> and <\/span><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Matrix_norm#Spectral_norm\">spectral<\/a><span style=\"font-size: revert;\"> norms<\/span>, and the degree of subgaussianity of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, measured by the variance proxy <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1ccb53cb35fc73370b29b241e3fa4bcd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Diagonal-Free Hanson\u2013Wright<\/h2>\n\n\n\n<p>Now we come to a first version of the Hanson\u2013Wright inequality with explicit constants, first for a matrix which is diagonal-free\u2014that is, having all zeros on the diagonal. I obtained this version of the inequality myself, though I am very sure that this version of the inequality or an improvement thereof appears somewhere in the literature.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Theorem (Hanson\u2013Wright, explicit constants, diagonal-free):<\/strong> Let <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> random vector with independent centered <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1ccb53cb35fc73370b29b241e3fa4bcd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>-subguassian entries and let <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be a <em>diagonal-free<\/em> square matrix. Then we have the cgf bound <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 46px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a024c1e2eb4eb0e9ce3b60a66a5cca04_l3.png\" height=\"46\" width=\"211\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#54;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#52;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#41;&#125;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>As a consequence, we have the concentration bound <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-2213aea3706c09f904897076143402f3_l3.png\" height=\"54\" width=\"371\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#49;&#54;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#43;&#52;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Similarly, we have the lower tail<p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ae296911e4204fa8e70d217568edd442_l3.png\" height=\"54\" width=\"374\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#45;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#49;&#54;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#43;&#52;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>and the two-sided bound<p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4bdfeb16e5c96258871d56cb51203b95_l3.png\" height=\"54\" width=\"393\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#124;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#124;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#50;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#49;&#54;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#43;&#52;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Let us begin proving this result. Our proof will follow the same steps as <a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/\">Vershynin&#8217;s<\/a> proof in <em><a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/papers\/HDP-book\/HDP-book.html\">High-Dimensional Probability<\/a><\/em> (which in turn is adapted from <a href=\"https:\/\/projecteuclid.org\/journals\/electronic-communications-in-probability\/volume-18\/issue-none\/Hanson-Wright-inequality-and-sub-gaussian-concentration\/10.1214\/ECP.v18-2865.short\">an article by Rudelson and Vershynin<\/a>), but taking care to get explicit constants. Unfortunately, proving all of the relevant tools from first principles would easily triple the length of this post, so I make frequent use of results from the literature.<\/p>\n\n\n\n<p>We begin by the <em>decoupling bound<\/em> (Theorem 6.1.1 in <a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/\">Vershynin&#8217;s<\/a> <a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/papers\/HDP-book\/HDP-book.html\"><em>High-Dimensional Probability<\/em><\/a>), which allows us to replace one <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> with an independent copy <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c0e7279b1e8a2e1ae1717774ec783358_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> at the cost of a factor of four:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 19px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (5) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e20eed7500e7e93630cb1fb1dac324dd_l3.png\" height=\"19\" width=\"166\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#125;&#40;&#52;&#116;&#41;&#46;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>We seek to compare the bilinear form <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a07623cbb81091ecac19ebcf6533a212_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"45\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> to the Gaussian bilinear form <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0eab716cf32aeac66aeeed66a6e5b34b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"43\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> where <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e9ee1af161f995b53d763d9b829c6055_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"9\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e78c32c3b1b71438b109dc59c7e00786_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#103;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"9\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> are independent standard Gaussian vectors. We begin with the following cgf bound for the Gaussian quadratic form <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-fb92d211908ec7ee3af756e7b33c8afa_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#103;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"43\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/>:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 46px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-19f61ae89aa95b37ff49bcbd7ad27b96_l3.png\" height=\"46\" width=\"175\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#103;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#32;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#49;&#45;&#50;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#92;&#44;&#32;&#116;&#125;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>This equation is the result of Example 2.12 in <a href=\"https:\/\/stephane-v-boucheron.fr\">Boucheron<\/a>, <a href=\"http:\/\/www.econ.upf.edu\/~lugosi\/\">Lugosi<\/a>, and <a href=\"http:\/\/massart.pascal.free.fr\/Site\/Home.html\">Massart&#8217;s<\/a> <em><a href=\"https:\/\/academic.oup.com\/book\/26549\">Concentration Inequalities<\/a><\/em>. By applying this result to the <a href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2021\/03\/18\/the-better-way-to-convert-an-svd-into-a-symmetric-eigenvalue-problem\/\">Hermitian dilation<\/a> of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> in <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>&#8216;s place, one obtains a similar result for the decoupled bilinear form <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0eab716cf32aeac66aeeed66a6e5b34b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"43\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/>:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 46px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (6) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-38e35e17a1a326c592e4a33717e57bd2_l3.png\" height=\"46\" width=\"189\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#32;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#92;&#44;&#32;&#116;&#41;&#125;&#46;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>We now seek to compare <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6212ee4fade0f71d6d8c464ca62ababb_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#125;&#40;&#116;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"64\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> to <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0de814cd778336c1583e3a64cee2df40_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;&#125;&#40;&#116;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"21\" width=\"62\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/>. To do this, we first evaluate the cgf of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a07623cbb81091ecac19ebcf6533a212_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"45\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> only over the randomness in <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c0e7279b1e8a2e1ae1717774ec783358_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Since we&#8217;re only taking an expectation over the random variable <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c0e7279b1e8a2e1ae1717774ec783358_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, we can apply the subquadratic tail condition (3) to obtain<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (7) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0c463e71b81d7bd984fa8518767f1660_l3.png\" height=\"54\" width=\"640\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#116;&#32;&#92;&#44;&#32;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#41;&#32;&#61;&#32;&#92;&#115;&#117;&#109;&#95;&#123;&#105;&#61;&#49;&#125;&#94;&#110;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#116;&#32;&#92;&#44;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#95;&#105;&#32;&#40;&#65;&#120;&#41;&#95;&#105;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#118;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#115;&#117;&#109;&#95;&#123;&#105;&#61;&#49;&#125;&#94;&#110;&#32;&#40;&#65;&#120;&#41;&#95;&#105;&#94;&#50;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#116;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#120;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#94;&#50;&#32;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#46;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Now we perform a similar computation for the quantity <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8ff97f2432f0856ccdbe765cb4f4f8c6_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"44\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> in which <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c0e7279b1e8a2e1ae1717774ec783358_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> has been replaced by the Gaussian vector <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e9ee1af161f995b53d763d9b829c6055_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"9\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/>:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 36px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ef3b5b37870fe8313c9972bbc213f96b_l3.png\" height=\"36\" width=\"302\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#40;&#92;&#115;&#113;&#114;&#116;&#123;&#118;&#125;&#32;&#116;&#41;&#32;&#92;&#44;&#32;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#41;&#32;&#61;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#118;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#120;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#94;&#50;&#32;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>We stress that this is an <em>equality<\/em> since the cgf of a Gaussian random variable is given by (4). Thus we can substitute the left-hand side of the above display into the right-hand side of (7), yielding<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (8) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c05efe81c8095276378b2e4788d64394_l3.png\" height=\"22\" width=\"352\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#116;&#32;&#92;&#44;&#32;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#40;&#92;&#115;&#113;&#114;&#116;&#123;&#118;&#125;&#32;&#116;&#41;&#32;&#92;&#44;&#32;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#41;&#46;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>We now perform this same trick again using the randomness in <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 43px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (9) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c8fdd18f70e855effd8259473ee86933_l3.png\" height=\"43\" width=\"621\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#44;&#120;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#40;&#92;&#115;&#113;&#114;&#116;&#123;&#118;&#125;&#32;&#116;&#41;&#32;&#92;&#44;&#32;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#94;&#50;&#116;&#94;&#50;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#32;&#61;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#44;&#103;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#118;&#32;&#116;&#32;&#92;&#44;&#32;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;&#41;&#46;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Packaging up (8) and (9) gives<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 21px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (10) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-fdca14d3f0efedd0b795f0c1f871368c_l3.png\" height=\"21\" width=\"165\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#125;&#40;&#116;&#41;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;&#125;&#40;&#118;&#116;&#41;&#46;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Combining all these results (5), (6), and (10), we obtain<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 46px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0037fd7f023f4d3f7058bb77afa263c5_l3.png\" height=\"46\" width=\"413\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#125;&#40;&#52;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#103;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#103;&#125;&#40;&#52;&#118;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#54;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#52;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#41;&#125;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>This cgf implies the desired probability bound on the upper tail as a consequence of the following fact (see <a href=\"https:\/\/stephane-v-boucheron.fr\">Boucheron<\/a>, <a href=\"http:\/\/www.econ.upf.edu\/~lugosi\/\">Lugosi<\/a>, and <a href=\"http:\/\/massart.pascal.free.fr\/Site\/Home.html\">Massart&#8217;s<\/a> <em><a href=\"https:\/\/academic.oup.com\/book\/26549\">Concentration Inequalities<\/a><\/em> page 29 and Exercise 2.8):<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Fact (Bernstein concentration from Bernstein cgf bound):<\/strong> Suppose that a random variable <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ee8974e4adfbdab75fa43f4df80b4e5d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> satisfies the cgf bound <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e5b0713d5dd5a1c9b3240fe357c2ca82_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#120;&#105;&#95;&#88;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#116;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#118;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#99;&#116;&#41;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"29\" width=\"114\" style=\"vertical-align: -10px;\"\/> for <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-df38da356d40a75ad52fa8823fb91cf4_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#48;&#32;&#60;&#32;&#116;&#32;&#60;&#32;&#49;&#47;&#99;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"89\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. Then <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 44px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-12b977ef8c244a0750402071dcf6caf1_l3.png\" height=\"44\" width=\"227\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#123;&#32;&#88;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#118;&#43;&#99;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>To get the bound on the lower tail, apply the result for the upper tail to the matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a3bafdd57ee0dfe1aea0a50b8a949ae0_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#45;&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"26\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> to obtain<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f63f2b0759ceb4a78be2f3513ab8ab82_l3.png\" height=\"54\" width=\"540\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#45;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#61;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#40;&#45;&#65;&#41;&#32;&#120;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#49;&#54;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#43;&#52;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Finally, to obtain the two-sided bound, use a union bound over the upper and lower tails:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f6d5d289322c34b3004c8501cd9cf477_l3.png\" height=\"54\" width=\"652\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#124;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#124;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#43;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#45;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#50;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#49;&#54;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#43;&#52;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">General Hanson\u2013Wright<\/h2>\n\n\n\n<p>Now, here&#8217;s a more general result (with worse constants) which permits the matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> to possess a diagonal.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Theorem (Hanson\u2013Wright, explicit constants):<\/strong> Let <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> random vector with independent centered <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1ccb53cb35fc73370b29b241e3fa4bcd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#118;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"9\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>-subguassian entries and let <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> be an <em>arbitrary<\/em> square matrix. Then we have the cgf bound <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 46px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9ec7d119e890e1feaf86137b543c2adc_l3.png\" height=\"46\" width=\"274\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#45;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#093;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#52;&#48;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#56;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#41;&#125;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>As a consequence, we have the concentration bound <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5d35dd74f9d307d1616a4c0b2d10a7ac_l3.png\" height=\"54\" width=\"460\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#45;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#093;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#52;&#48;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#43;&#56;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Left tail and two-sided bounds versions of this bound also hold:<p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4d0c27970de892090fbb22751582e8a0_l3.png\" height=\"54\" width=\"463\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#45;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#093;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#45;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#52;&#48;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#43;&#56;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p> and <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 54px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0239d1a1656250c1cdb5b0c5557973e4_l3.png\" height=\"54\" width=\"481\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#80;&#125;&#32;&#92;&#123;&#32;&#124;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#45;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#093;&#124;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#116;&#32;&#92;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#50;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#32;&#45;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#116;&#94;&#50;&#47;&#50;&#125;&#123;&#52;&#48;&#118;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#43;&#56;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Decompose the matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ca14766632f7e5a32fda5a19b2701c59_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;&#32;&#61;&#32;&#68;&#43;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"88\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/> into its diagonal and off-diagonal portions. For any two random variables <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ee8974e4adfbdab75fa43f4df80b4e5d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#88;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"16\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-58d456b42236adc71c7788a42a6c7884_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#89;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> (possibly highly dependent), we can bound the cgf of their sum using the following &#8220;union bound&#8221;:<\/p>\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 101px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (11) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5fd6293d750d7bd98a31189e5802f59e_l3.png\" height=\"101\" width=\"369\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125; &#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#88;&#43;&#89;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#38;&#61;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#091;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#116;&#88;&#41;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#116;&#89;&#41;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#093;&#32;&#92;&#92;&#38;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#50;&#116;&#88;&#41;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#093;&#94;&#123;&#49;&#47;&#50;&#125;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#091;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#92;&#101;&#120;&#112;&#40;&#50;&#116;&#89;&#41;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#093;&#94;&#123;&#49;&#47;&#50;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#32;&#92;&#92;&#38;&#61;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#92;&#120;&#105;&#95;&#88;&#40;&#50;&#116;&#41;&#32;&#43;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#92;&#120;&#105;&#95;&#89;&#40;&#50;&#116;&#41;&#46; &#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n<p>The two equality statements are the definition of the cumulant generating function and the inequality is <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Cauchy\u2013Schwarz_inequality#Probability_theory\">Cauchy\u2013Schwarz<\/a>. <\/p>\n\n\n\n<p>Using the &#8220;union bound&#8221;, it is sufficient to obtain bounds for the cgfs of the diagonal and off-diagonal parts <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c7bc48f04ae3847d7b03462151fca3f7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#68;&#32;&#120;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"133\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3a1287c5d813b636924dab13d71a9e46_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#70;&#32;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"46\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. We begin with the diagonal part. We compute<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 111px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (12) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-03a1f2a90412fa1e00f7deb32d479def_l3.png\" height=\"111\" width=\"425\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#68;&#32;&#120;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#093;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#38;&#61;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#116;&#32;&#92;&#115;&#117;&#109;&#95;&#123;&#105;&#61;&#49;&#125;&#94;&#110;&#32;&#65;&#95;&#123;&#105;&#105;&#125;&#40;&#120;&#95;&#105;&#94;&#50;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#091;&#120;&#95;&#105;&#94;&#50;&#093;&#41;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#32;&#92;&#92;&#32;&#38;&#61;&#32;&#92;&#115;&#117;&#109;&#95;&#123;&#105;&#61;&#49;&#125;&#94;&#110;&#32;&#32;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#40;&#116;&#32;&#65;&#95;&#123;&#105;&#105;&#125;&#41;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#40;&#120;&#95;&#105;&#94;&#50;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#091;&#120;&#95;&#105;&#94;&#50;&#093;&#41;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#46;&#32;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>For the cgf of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-2ceca9ceddd7db5d803529c2da5c349c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;&#95;&#105;&#94;&#50;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#091;&#120;&#95;&#105;&#94;&#50;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"77\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, we use the following bound, taken from <a href=\"https:\/\/proceedings.mlr.press\/v33\/honorio14-supp.pdf\">Appendix B<\/a> of <a href=\"https:\/\/proceedings.mlr.press\/v33\/honorio14.html\">the following paper<\/a>:<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 44px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ec7de84a4e1f848cf06fb619582b4418_l3.png\" height=\"44\" width=\"283\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#108;&#111;&#103;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#92;&#101;&#120;&#112;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#116;&#40;&#120;&#95;&#105;&#94;&#50;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#091;&#120;&#95;&#105;&#94;&#50;&#093;&#41;&#32;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#56;&#118;&#94;&#50;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#49;&#45;&#50;&#118;&#124;&#116;&#124;&#125;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>Substituting this result into (12) gives<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 50px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (13) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-50a71b505cc381540a6934a28416f614_l3.png\" height=\"50\" width=\"475\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#68;&#32;&#120;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#093;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#115;&#117;&#109;&#95;&#123;&#105;&#61;&#49;&#125;&#94;&#110;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#56;&#118;&#94;&#50;&#124;&#65;&#95;&#123;&#105;&#105;&#125;&#124;&#94;&#50;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#49;&#45;&#50;&#118;&#124;&#65;&#95;&#123;&#105;&#105;&#125;&#124;&#116;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#56;&#118;&#94;&#50;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#49;&#45;&#50;&#118;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#116;&#125;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#102;&#111;&#114;&#32;&#36;&#116;&#62;&#48;&#36;&#125;&#46;&#32;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>For the second inequality, we used the facts that <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-dfefda6342ed4a1970eb9dc2738e69e9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#109;&#97;&#120;&#95;&#105;&#32;&#124;&#65;&#95;&#123;&#105;&#105;&#125;&#124;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"127\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> and <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-25282434dfe088f19f4fbdcf9b108e58_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#115;&#117;&#109;&#95;&#105;&#32;&#124;&#65;&#95;&#123;&#105;&#105;&#125;&#124;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"132\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>.<\/p>\n\n\n\n<p>We now look at the off-diagonal part <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3a1287c5d813b636924dab13d71a9e46_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#70;&#32;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"46\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. We use a version of the decoupling bound (5) where we compare <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3a1287c5d813b636924dab13d71a9e46_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#70;&#32;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"46\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> to <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6de0a1968258dfe9570d13fe1dca9edd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"45\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, where we&#8217;ve both replaced one copy of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b312d649591164b7149ed0756f694a76_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"10\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> with an independent copy and reinstated the diagonal of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-11f4f587954b361e7d78940f65b8d70d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#65;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> (see Remark 6.1.3 in <a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/\">Vershynin&#8217;s<\/a> <em><a href=\"https:\/\/www.math.uci.edu\/~rvershyn\/papers\/HDP-book\/HDP-book.html\">High-Dimensional Probability<\/a><\/em>):<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 19px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0a6c678fd5b04c01bb1001d4f6897493_l3.png\" height=\"19\" width=\"166\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#70;&#32;&#120;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#92;&#116;&#105;&#108;&#100;&#101;&#123;&#120;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#125;&#40;&#52;&#116;&#41;&#46;&#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>We can now just repeat the rest of the argument for the diagonal-free Hanson\u2013Wright inequality, yielding the same conclusion<\/p>\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 46px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> (14) <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-29b5b5a2aa3fe27580abf965005db1d0_l3.png\" height=\"46\" width=\"211\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#091; &#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#70;&#120;&#125;&#40;&#116;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#54;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#52;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#41;&#125;&#46;&#32; &#92;&#093;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n<p>Combining (11), (13), and (14), we obtain<\/p>\n\n\n\n<p><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 191px;\"><span class=\"ql-right-eqno\"> &nbsp; <\/span><span class=\"ql-left-eqno\"> &nbsp; <\/span><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e26ce05b781b47ce078f0addb9559240_l3.png\" height=\"191\" width=\"389\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#98;&#101;&#103;&#105;&#110;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#45;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#32;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#32;&#120;&#093;&#125;&#32;&#38;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#68;&#32;&#120;&#32;&#45;&#32;&#92;&#109;&#97;&#116;&#104;&#98;&#98;&#123;&#69;&#125;&#091;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#65;&#120;&#093;&#125;&#40;&#50;&#116;&#41;&#32;&#43;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#50;&#125;&#32;&#92;&#120;&#105;&#95;&#123;&#120;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#70;&#120;&#125;&#40;&#50;&#116;&#41;&#32;&#92;&#92;&#38;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#56;&#118;&#94;&#50;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#52;&#118;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#116;&#41;&#125;&#32;&#43;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#51;&#50;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#56;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#124;&#116;&#41;&#125;&#32;&#92;&#92;&#38;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#56;&#118;&#94;&#50;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#52;&#118;&#92;&#124;&#65;&#92;&#124;&#116;&#41;&#125;&#32;&#43;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#51;&#50;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#56;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#41;&#125;&#32;&#92;&#92;&#38;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#52;&#48;&#118;&#94;&#50;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#70;&#125;&#94;&#50;&#92;&#44;&#32;&#116;&#94;&#50;&#125;&#123;&#50;&#40;&#49;&#45;&#56;&#118;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#92;&#124;&#65;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#92;&#124;&#116;&#41;&#125;&#46;&#92;&#101;&#110;&#100;&#123;&#97;&#108;&#105;&#103;&#110;&#42;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>As with above, this cgf bound implies the desired probability bound.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>This post is part of a new series for this blog, Note to Self, where I collect together some notes about an idea related to my research. This content may be much more technical than most of the content of this blog and of much less wide interest. My hope in sharing this is that<a class=\"more-link\" href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2022\/10\/04\/note-to-self-hanson-wright-inequality\/\">Read more<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[9],"tags":[],"class_list":["post-1286","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-note-to-self"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1286","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1286"}],"version-history":[{"count":59,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1286\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1878,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1286\/revisions\/1878"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1286"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1286"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1286"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}