本研究では、未知の混合重みと回帰パラメータを持つ2成分混合線形回帰（2MLR）のための期待値最大化（EM）アルゴリズムの構造特性、サイクロイド軌道、非漸近的収束保証を調査しています。従来の研究では、既知の重みを用いた2MLRに対し、グローバル収束や無音環境下での超線形収束が確認されていますが、未知の設定での理論的挙動は不明確でした。本研究では、すべてのSNRレジームに対するEM更新式を導出し、その構造特性とサイクロイド軌道を分析しています。無音の場合、回帰パラメータの軌道はサイクロイドを描くことが示され、高SNR環境下ではそのずれを定量化します。また、EM推定が真実にほぼ直交している場合は線形収束、真実との角度が小さい場合は二次収束を示すことが明らかになりました。この研究は混合線形回帰におけるEMの解析に新たな軌道ベースのフレームワークを提供します。