{"id":2034,"date":"2025-02-12T02:09:19","date_gmt":"2025-02-12T02:09:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/?p=2034"},"modified":"2025-02-12T02:09:21","modified_gmt":"2025-02-12T02:09:21","slug":"note-to-self-how-accurate-is-sketch-and-solve","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2025\/02\/12\/note-to-self-how-accurate-is-sketch-and-solve\/","title":{"rendered":"Note to Self: How Accurate is Sketch and Solve?"},"content":{"rendered":"\n<p>Suppose we&#8217;re interested in solving an <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Ordinary_least_squares#Matrix\/vector_formulation\">overdetermined linear least-squares problem<\/a> <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 31px;\"><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-07988646a85602056c318f227c772b7c_l3.png\" height=\"31\" width=\"355\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#120;&#32;&#61;&#32;&#92;&#111;&#112;&#101;&#114;&#97;&#116;&#111;&#114;&#110;&#97;&#109;&#101;&#42;&#123;&#97;&#114;&#103;&#109;&#105;&#110;&#125;&#95;&#123;&#120;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#110;&#125;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#44;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#65;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#123;&#109;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#110;&#125;&#44;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#98;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#109;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><a href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2023\/11\/13\/does-sketching-work\/#how-can-you-use-sketching\">Sketch-and-solve<\/a> is a popular method for getting a fast, approximate solution to (1). Let <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-326b94040b20d4b0ad18be0370d43d3f_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#123;&#100;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#109;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"77\" style=\"vertical-align: -1px;\"\/> be a sketching matrix for <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1a3127330a34256bc25ca2973088583c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#65;&#125;&#123;&#98;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"45\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/> of distortion <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-334d826068aa5067eb39875287af6f14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#101;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"9\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/> (see these <a href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2023\/11\/13\/does-sketching-work\/\">previous<\/a> <a href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2023\/11\/27\/which-sketch-should-i-use\/\">posts<\/a> of mine for a refresher on sketching if needed): <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-f0d509b3146794fe12fbdd18692771df_l3.png\" height=\"22\" width=\"490\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#121;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#121;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#40;&#49;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#121;&#125;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#102;&#111;&#114;&#32;&#101;&#118;&#101;&#114;&#121;&#32;&#125;&#32;&#121;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#111;&#112;&#101;&#114;&#97;&#116;&#111;&#114;&#110;&#97;&#109;&#101;&#123;&#114;&#97;&#110;&#103;&#101;&#125;&#40;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#65;&#125;&#123;&#98;&#125;&#41;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>The sketch-and-solve solution to (1) is given by <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 30px;\"><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-30d3d01371b2d53236f1fefcf4248d94_l3.png\" height=\"30\" width=\"206\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#61;&#32;&#92;&#111;&#112;&#101;&#114;&#97;&#116;&#111;&#114;&#110;&#97;&#109;&#101;&#42;&#123;&#97;&#114;&#103;&#109;&#105;&#110;&#125;&#95;&#123;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#92;&#105;&#110;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#110;&#125;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#98;&#45;&#40;&#83;&#65;&#41;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>How small is the residual <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d3539bd370d346c7c38bdd6e0fd71d3b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"67\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>of the sketch-and-solve solution? Here&#8217;s a one bound:<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Proposition 1 (Sketch-and-solve, <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5832cbf1255d862a64a9e82fcb831851_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;&#43;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"66\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> bound).<\/strong> The sketch-and-solve solution (3) satisfies the bound <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 40px;\"><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-3fae2ef01526fc0eb01626fc9a3c2f42_l3.png\" height=\"40\" width=\"453\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#123;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#32;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#32;&#61;&#32;&#40;&#49;&#32;&#43;&#32;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#32;&#43;&#32;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#41;&#41;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Let&#8217;s prove this bound. The residual <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9ac7f1bea76829b3aec3ded013410269_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"53\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is in the range of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1a3127330a34256bc25ca2973088583c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#65;&#125;&#123;&#98;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"45\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/>. Therefore, by (2), <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-7f02172abcad72963347c4c2068aa292_l3.png\" height=\"19\" width=\"253\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#40;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#41;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Rearranging gives<p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 40px;\"><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-92218528c6348d937c1fac0755d4455f_l3.png\" height=\"40\" width=\"242\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#40;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#41;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>By the optimality of the sketch-and-solve solution (3), <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5cc5729ef8fb5da68b6021da29f5affc_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#40;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#41;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"92\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> is minimized for the value <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-aaab1105f322d56886350f3bdc22c2b8_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"11\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Thus, its value can only increase by replacing <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-aaab1105f322d56886350f3bdc22c2b8_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"11\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> by <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 class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 40px;\"><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-19189ae08cfc881cf5d3223f2f0fcf49_l3.png\" height=\"40\" width=\"409\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#40;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#41;&#125;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#40;&#98;&#45;&#65;&#120;&#41;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Invoke property (2) a final time to obtain<p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 40px;\"><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-d8e681c1470645b5155906fecdb7fd38_l3.png\" height=\"40\" width=\"559\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#40;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#41;&#125;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#40;&#98;&#45;&#65;&#120;&#41;&#125;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#123;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>We&#8217;ve completed the proof of Proposition 1. In fact, were we to want to write the proof concisely, equation (4) represents a single-line proof of Proposition 1.<\/p>\n\n\n\n<p>The conclusion of Proposition 1 appears to be that the residual norm <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d3539bd370d346c7c38bdd6e0fd71d3b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"67\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> may be a factor <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5f269a8e5ea13908fbbef4ee2ff5479f_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;&#43;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#49;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"74\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> larger than the minimal least-squares residual <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a452a2d2f722afe6b7fa182dd92a811c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"66\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. Interestingly, this conclusion is not sharp. In fact, the residual for sketch-and-solve can only be at most <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cf0da2a44d3d955a06becf19aa480cb8_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;&#43;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"74\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> larger than optimal. This fact has been known at least since <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/0710.1435\">the work of Drineas, Mahoney, Muthukrishnan, and Sarl\u00f3s (2007)<\/a>. The note of <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2201.10638\">Larsen and Kolda (2022)<\/a> provides a nice summary of Drineas et al.&#8217;s argument. My goal in this post is to simplify this argument even further, making it as elementary as possible.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Notation<\/h2>\n\n\n\n<p>To make our lives easier, we&#8217;ll begin by defining some notation. Let <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-31651303b1bec8d750c7a8d8e8087438_l3.png\" height=\"19\" width=\"278\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#65;&#32;&#61;&#32;&#85;&#67;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#102;&#111;&#114;&#32;&#125;&#32;&#85;&#92;&#105;&#110;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#123;&#109;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#110;&#125;&#44;&#32;&#92;&#58;&#32;&#66;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#123;&#110;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#110;&#125;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>be any factorization 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;\"\/> into a matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c7480669f4fca8a251671d27137d0b09_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#85;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"13\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> with orthonormal columns and a square nonsingular matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-52134c3741ef3371f17ceb962d0792f6_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#67;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Such a factorization can be computed using a <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/QR_decomposition\">QR<\/a> or <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Polar_decomposition\">polar<\/a> decomposition. Let<br><br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 13px;\"><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-1f40be207450cb80ea61bfc370691c36_l3.png\" height=\"13\" width=\"85\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#114;&#32;&#61;&#32;&#98;&#45;&#65;&#120;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>denote the optimal least-squares residual. We will have occasion to scale <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0cfb382a93bc3f68981565d49d1aeb9e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"8\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> so that it is a unit vector<br><br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 37px;\"><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-71eaa04688c7e5966f698d4e377dfb1f_l3.png\" height=\"37\" width=\"66\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#32;&#61;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#114;&#125;&#123;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#114;&#125;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Note that the optimality condition for the least-squares problem (1) is that the residual <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0cfb382a93bc3f68981565d49d1aeb9e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"8\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is orthogonal to <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4dd51eec434e7825539d717fb6a8e462_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#112;&#101;&#114;&#97;&#116;&#111;&#114;&#110;&#97;&#109;&#101;&#123;&#114;&#97;&#110;&#103;&#101;&#125;&#40;&#65;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"68\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. Consequently, <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-a003408a8c49632327147bf200a62134_l3.png\" height=\"22\" width=\"401\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#105;&#115;&#32;&#97;&#110;&#32;&#111;&#114;&#116;&#104;&#111;&#110;&#111;&#114;&#109;&#97;&#108;&#32;&#98;&#97;&#115;&#105;&#115;&#32;&#102;&#111;&#114;&#32;&#125;&#32;&#92;&#111;&#112;&#101;&#114;&#97;&#116;&#111;&#114;&#110;&#97;&#109;&#101;&#123;&#114;&#97;&#110;&#103;&#101;&#125;&#40;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#65;&#125;&#123;&#98;&#125;&#41;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Sketching the basis<\/h2>\n\n\n\n<p>As saw in (6), the matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e1f611c5d1c3d2820a9db2633e59089d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"47\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/> is an orthonormal basis for <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-22e8caccee63ed274faad1ebd8b1068d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#112;&#101;&#114;&#97;&#116;&#111;&#114;&#110;&#97;&#109;&#101;&#123;&#114;&#97;&#110;&#103;&#101;&#125;&#40;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#65;&#125;&#123;&#98;&#125;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"107\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/>. To get a sharper analysis of sketch-and-solve, we will need the following result, which shows that <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0801963b12d8d27bc5d05024940f60d3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"65\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/> is an &#8220;almost orthonormal basis&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Lemma 2 (Sketching the basis):<\/strong> The matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0801963b12d8d27bc5d05024940f60d3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"65\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/> has nearly orthonormal columns in the sense that <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-be4b8e3f931be44c70df3db8b6047f36_l3.png\" height=\"22\" width=\"391\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#105;&#110;&#125;&#40;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#41;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#44;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#97;&#120;&#125;&#40;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#49;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Consequently, <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 34px;\"><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-7b9cd62771080d03c0a8cd2f83402b0c_l3.png\" height=\"34\" width=\"293\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#32;&#45;&#32;&#73;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>This result is a pretty direct reformulation of the sketching property (2). By the variational characterization of the minimum singular value, we have <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 32px;\"><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-d87e5ab8ef1aa7f5d2fcb0603f031502_l3.png\" height=\"32\" width=\"288\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#105;&#110;&#125;&#40;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#41;&#32;&#61;&#32;&#92;&#109;&#105;&#110;&#95;&#123;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#122;&#125;&#61;&#49;&#125;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#122;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>The vector <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-252c7e94007fb2596c50ed8c7f7b8352_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#122;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"62\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/> is in the range of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1a3127330a34256bc25ca2973088583c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#65;&#125;&#123;&#98;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"45\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/>. Thus, by (2), <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 33px;\"><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-52a9f252dcb7cc5308704ffa888fb4d2_l3.png\" height=\"33\" width=\"555\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#105;&#110;&#125;&#40;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#41;&#32;&#61;&#32;&#92;&#109;&#105;&#110;&#95;&#123;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#122;&#125;&#61;&#49;&#125;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#122;&#125;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#32;&#92;&#109;&#105;&#110;&#95;&#123;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#122;&#125;&#61;&#49;&#125;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#122;&#125;&#32;&#61;&#32;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>For the last equality, we used the fact that <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e1f611c5d1c3d2820a9db2633e59089d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"47\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/> has orthonormal columns and thus <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 23px;\"><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-c459f5c37144141f394ea98d958d4a0b_l3.png\" height=\"23\" width=\"303\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#122;&#125;&#32;&#61;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#122;&#125;&#32;&#92;&#113;&#117;&#97;&#100;&#32;&#92;&#116;&#101;&#120;&#116;&#123;&#102;&#111;&#114;&#32;&#101;&#118;&#101;&#114;&#121;&#32;&#125;&#32;&#122;&#32;&#92;&#105;&#110;&#32;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#123;&#110;&#43;&#49;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>This proves the first inequality in (7). The second inequality follows along similar lines.<\/p>\n\n\n\n<p>For a tall matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7bf5d1207baa8be58658ce9d3cf12043_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>, the eigenvalues of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a69d93fd5675673633803f5e457ecb36_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"39\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> are equal to the squared singular values of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7bf5d1207baa8be58658ce9d3cf12043_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"14\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. Applying this result to <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c0761564ca939055fe4a806e722fb68d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#70;&#32;&#61;&#32;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"88\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/> gives <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 26px;\"><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-eb251b4f0c1aff35901e140f33d16f9a_l3.png\" height=\"26\" width=\"599\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#105;&#110;&#125;&#40;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#97;&#120;&#125;&#40;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#40;&#49;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#94;&#50;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Subtracting the identity matrix shifts all the eigenvalues down by <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-27e3598fd2d4f0491067f1afaced92e9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"7\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>:<br><p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 26px;\"><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-336b3dc2b0c4d4b337e442eb15c420c7_l3.png\" height=\"26\" width=\"650\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#45;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#105;&#110;&#125;&#40;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#45;&#73;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#97;&#109;&#98;&#100;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#97;&#120;&#125;&#40;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#45;&#73;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>The spectral norm is equal to the largest eigenvalue in absolute value. Thus <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 33px;\"><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-b5f2c64155118a66dcf912b9f781c0f7_l3.png\" height=\"33\" width=\"527\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#45;&#73;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#109;&#97;&#120;&#40;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#44;&#45;&#40;&#45;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#41;&#41;&#32;&#61;&#32;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>This proves (8).<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Sketch-and-Solve: Better Analysis<\/h2>\n\n\n\n<p>With Lemma 2 in hand, we are ready to state and prove our main result:<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Theorem 3 (Sketch-and-solve, <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cf0da2a44d3d955a06becf19aa480cb8_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;&#43;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"74\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> bound).<\/strong> The sketch-and-solve solution (3) satisfies the bound <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 45px;\"><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-4f6af96175a09b5ab911b961263abc38_l3.png\" height=\"45\" width=\"553\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#49;&#32;&#43;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#40;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#41;&#94;&#50;&#125;&#123;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#94;&#52;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#49;&#32;&#43;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#57;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#125;&#123;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#94;&#52;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#94;&#50;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>As a consequence, <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-4f6fa293436b440d9217d568c047b21f_l3.png\" height=\"22\" width=\"317\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#40;&#49;&#43;&#52;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#43;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#51;&#41;&#41;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#94;&#50;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>and <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-f9b355ad6460e5cc9240eea2b523e47e_l3.png\" height=\"22\" width=\"310\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#40;&#49;&#43;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#43;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#51;&#41;&#41;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Let&#8217;s prove Theorem 3. Begin by decomposing the sketch-and-solve residual <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-bd423aed06ba0806177a2c5e9becaeb3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#98;&#32;&#45;&#32;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"53\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>: <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-b65571b0dc88ead728051a0333682c95_l3.png\" height=\"19\" width=\"346\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#98;&#32;&#45;&#32;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#61;&#32;&#98;&#32;&#45;&#32;&#65;&#120;&#32;&#43;&#32;&#65;&#120;&#32;&#45;&#32;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#61;&#32;&#114;&#32;&#43;&#32;&#65;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#45;&#120;&#41;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>The residual <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0cfb382a93bc3f68981565d49d1aeb9e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"8\" width=\"8\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is orthogonal to the range 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;\"\/>. Thus, by the Pythagorean theorem, <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-bd7828bcea7fa171878ee709d1d3b56e_l3.png\" height=\"22\" width=\"257\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#94;&#50;&#32;&#61;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#114;&#125;&#94;&#50;&#32;&#43;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#65;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#45;&#120;&#41;&#125;&#94;&#50;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n\n\n\n<p>To bound <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9c7af91ecd89d7525d7d037649862ff0_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#65;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#45;&#120;&#41;&#125;&#94;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"92\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, it will help us to have a more convenient formula for <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d9089b44293acd57425bfa51cc571bf6_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#45;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"42\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>. To this end, reparametrize the sketch-and-solve least-squares problem as an optimization problem over the error <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-45a92d7d3ef7bcc1f035a67dcfcfd754_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#101;&#32;&#92;&#99;&#111;&#108;&#111;&#110;&#101;&#113;&#113;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#45;&#32;&#120;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"77\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/>:<p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 30px;\"><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-a28ea456882ee420b8821c6abef15e19_l3.png\" height=\"30\" width=\"561\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#61;&#32;&#92;&#111;&#112;&#101;&#114;&#97;&#116;&#111;&#114;&#110;&#97;&#109;&#101;&#42;&#123;&#97;&#114;&#103;&#109;&#105;&#110;&#125;&#95;&#123;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#92;&#105;&#110;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#110;&#125;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#40;&#98;&#32;&#45;&#32;&#65;&#120;&#41;&#45;&#83;&#65;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#45;&#120;&#41;&#125;&#32;&#92;&#105;&#109;&#112;&#108;&#105;&#101;&#115;&#32;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#45;&#32;&#120;&#32;&#61;&#32;&#92;&#111;&#112;&#101;&#114;&#97;&#116;&#111;&#114;&#110;&#97;&#109;&#101;&#42;&#123;&#97;&#114;&#103;&#109;&#105;&#110;&#125;&#95;&#123;&#101;&#92;&#105;&#110;&#92;&#114;&#101;&#97;&#108;&#94;&#110;&#125;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#83;&#114;&#32;&#45;&#32;&#83;&#65;&#101;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Applying the normal equations to this least-squares problem, we get <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-7f9ca89af11641fd1201b705da8176db_l3.png\" height=\"22\" width=\"243\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#45;&#32;&#120;&#32;&#61;&#32;&#40;&#65;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#65;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#32;&#65;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#114;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Now, invoke the factorization (5):<p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-14f27cc2bbac34736b0b295cb0cce585_l3.png\" height=\"22\" width=\"278\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#45;&#32;&#120;&#32;&#61;&#32;&#67;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#32;&#40;&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#85;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#32;&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#114;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Thus, <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-b1ebf9b0f26c98765d8f604461869694_l3.png\" height=\"22\" width=\"286\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#65;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#45;&#32;&#120;&#41;&#32;&#61;&#32;&#85;&#40;&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#85;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#32;&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#114;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Taking norms and using the definition <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b937227745fb10801a9ce7c2093d3c42_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#114;&#32;&#61;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#114;&#125;&#32;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"80\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>, we obtain <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 34px;\"><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-1c2366f3df0a50f20524c756c42f251b_l3.png\" height=\"34\" width=\"383\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#65;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#45;&#32;&#120;&#41;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#40;&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#32;&#85;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#125;&#32;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#32;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#32;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#114;&#125;&#46;&#32;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><br>We now work to bound the two factors in (10). The matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8c4b589bf7c69c9428ef824be3910751_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;&#85;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"26\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is a submatrix of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0801963b12d8d27bc5d05024940f60d3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"65\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/>. Thus, by (7), <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 22px;\"><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-01ced27aaf0f627091411f3009623ae9_l3.png\" height=\"22\" width=\"281\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#105;&#110;&#125;&#40;&#83;&#85;&#41;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#105;&#110;&#125;&#40;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#41;&#32;&#92;&#103;&#101;&#32;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Consequently, <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 41px;\"><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-d7ed7e9845fa3ca83f7e5a2ee253f774_l3.png\" height=\"41\" width=\"315\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#40;&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#32;&#85;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#125;&#32;&#61;&#32;&#92;&#115;&#105;&#103;&#109;&#97;&#95;&#123;&#92;&#114;&#109;&#32;&#109;&#105;&#110;&#125;&#94;&#50;&#40;&#83;&#85;&#41;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#49;&#125;&#123;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#94;&#50;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>The matrix <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cc1a758c07709de53806bc0b915ee59c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"69\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> is a submatrix of <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c66eb82249fdabe63f285cc941eaa197_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#32;&#45;&#32;&#73;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"22\" width=\"176\" style=\"vertical-align: -7px;\"\/>. Thus, by (8), <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 34px;\"><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-cb130e5eaf41e9867c6b020dda0bfc93_l3.png\" height=\"34\" width=\"394\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#85;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#32;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#83;&#94;&#92;&#116;&#111;&#112;&#32;&#83;&#92;&#111;&#110;&#101;&#98;&#121;&#116;&#119;&#111;&#123;&#85;&#125;&#123;&#92;&#111;&#118;&#101;&#114;&#108;&#105;&#110;&#101;&#123;&#114;&#125;&#125;&#32;&#45;&#32;&#73;&#125;&#92;&#108;&#101;&#32;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#32;&#43;&#32;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Substituting the two previous displays into (13) yields<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-5b7bfa3dd1f5250f4ca2e136aa40d653_l3.png\" height=\"44\" width=\"219\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#65;&#40;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#32;&#45;&#32;&#120;&#41;&#125;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#50;&#92;&#101;&#116;&#97;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#125;&#123;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#94;&#50;&#125;&#32;&#92;&#99;&#100;&#111;&#116;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#114;&#125;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>Plugging this display into (12) proves (9). Equations (10) and (11) follow from (9) and a Taylor series expansion. This proves Theorem 3.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Can We Do Better?<\/h2>\n\n\n\n<p>In the limit <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9b20221e0b81b58398f6b99737365986_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#101;&#116;&#97;&#32;&#92;&#116;&#111;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"46\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/>, Theorem 3 identifies the correct <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cf0da2a44d3d955a06becf19aa480cb8_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;&#43;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"74\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> scaling for sketch-and-solve, consistent both with numerical experiments, <a href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2024\/11\/19\/note-to-self-sketch-and-solve-with-a-gaussian-embedding\/\">exact computations for Gaussian embeddings<\/a>, and <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/html\/2411.19877v1#A1\">lower bounds for solving least-squares problems by row subselection<\/a>. However, comparing results for Gaussian embeddings shows there may be room for improvement. Here is an informal statement of the Gaussian results:<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Informal Theorem 4 (Gaussian sketch-and-solve):<\/strong> Appropriately scaled, a <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6d4db5bb7110340fe9a23180f0f5d5eb_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#100;&#92;&#116;&#105;&#109;&#101;&#115;&#32;&#109;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"46\" style=\"vertical-align: 0px;\"\/> Gaussian matrix is an <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-334d826068aa5067eb39875287af6f14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#101;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"9\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/>-sketching matrix provided <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-385c4d13690cb8f5b5a27a38b3e883bb_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#100;&#92;&#97;&#112;&#112;&#114;&#111;&#120;&#32;&#110;&#47;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"69\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. The expected least-squares residual is <p class=\"ql-center-displayed-equation\" style=\"line-height: 44px;\"><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-e73781f5990777a52a9c068fca988c61_l3.png\" height=\"44\" width=\"373\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#101;&#120;&#112;&#101;&#99;&#116;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#32;&#45;&#32;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#94;&#50;&#32;&#92;&#97;&#112;&#112;&#114;&#111;&#120;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#49;&#32;&#43;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#125;&#123;&#40;&#49;&#43;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#32;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#32;&#45;&#32;&#65;&#120;&#125;&#94;&#50;&#46;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>See <a href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2024\/11\/19\/note-to-self-sketch-and-solve-with-a-gaussian-embedding\/\">this post of mine<\/a> for a formal version of this result, its proof, and a discussion of the history of this result. We see that the bound (9) for general embeddings takes the form <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1e8e1579da3060e0ee20671bfc8a683a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;&#32;&#43;&#32;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#94;&#123;&#45;&#52;&#125;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"129\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> in the limit <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f7a530f3179e0b69b812429737d310f4_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#101;&#116;&#97;&#92;&#116;&#111;&#32;&#49;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"16\" width=\"45\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/>, whereas the bound (14) for Gaussian embeddings scales like <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e89bf1d0999f59d437dbfec85631e9a2_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#49;&#32;&#43;&#32;&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#40;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#41;&#94;&#123;&#45;&#49;&#125;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"129\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/>. We leave it as a conjecture\/open problem whether there is an improved argument for general subspace embeddings:<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p><strong>Conjecture 5 (Sketch-and-solve, large <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-334d826068aa5067eb39875287af6f14_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#101;&#116;&#97;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"9\" style=\"vertical-align: -4px;\"\/>):<\/strong> The sketch-and-solve solution (3) satisfies the bound <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-97e70689f2a53be36e11e2c957904192_l3.png\" height=\"44\" width=\"281\" class=\"ql-img-displayed-equation quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#91;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#92;&#104;&#97;&#116;&#123;&#120;&#125;&#125;&#94;&#50;&#32;&#92;&#108;&#101;&#32;&#92;&#108;&#101;&#102;&#116;&#40;&#49;&#32;&#43;&#32;&#92;&#102;&#114;&#97;&#99;&#123;&#67;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#125;&#123;&#49;&#45;&#92;&#101;&#116;&#97;&#125;&#92;&#114;&#105;&#103;&#104;&#116;&#41;&#92;&#110;&#111;&#114;&#109;&#123;&#98;&#45;&#65;&#120;&#125;&#94;&#50;&#92;&#93;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\"\/><\/p>for an absolute constant <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-261c7c6ebd6572fda02eaf37f612be29_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#67;&#32;&#62;&#32;&#48;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"47\" style=\"vertical-align: -2px;\"\/>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<p><strong><em>Notes:<\/em><\/strong> For another proof demonstrating the correction <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-10793f4100061ff3918896cec64e2d7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"&#92;&#111;&#114;&#100;&#101;&#114;&#40;&#92;&#101;&#116;&#97;&#94;&#50;&#41;\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"44\" style=\"vertical-align: -5px;\"\/> scaling for a different type of dimensionality reduction (leverage score sampling), check out <a href=\"https:\/\/randnla.github.io\/leverage-score-regression\/\">this article<\/a> by <a href=\"https:\/\/ram900.com\">Raphael Meyer<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Suppose we&#8217;re interested in solving an overdetermined linear least-squares problem (1) &nbsp; Sketch-and-solve is a popular method for getting a fast, approximate solution to (1). Let be a sketching matrix for of distortion (see these previous posts of mine for a refresher on sketching if needed): (2) &nbsp; The sketch-and-solve solution to (1) is given<a class=\"more-link\" href=\"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/2025\/02\/12\/note-to-self-how-accurate-is-sketch-and-solve\/\">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":[9,12],"tags":[],"class_list":["post-2034","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-note-to-self","category-sketching"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2034","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=2034"}],"version-history":[{"count":17,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2034\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2060,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2034\/revisions\/2060"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2034"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2034"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ethanepperly.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2034"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}