机器学习相关数学基础

学习记录:

1.梯度的本意是一个向量(矢量),表示某一函数在该点处的方向导数沿着该方向取得最大值,即函数在该点处沿着该方向(此梯度的方向)变化最快,变化率最大(为该梯度的模)

向量微积分中,标量场梯度是一个向量场。标量场中某一点上的梯度指向标量场增长最快的方向,梯度的长度是这个最大的变化率。更严格的说,从欧几里得空间RnR的函数的梯度是在Rn某一点最佳的线性近似。在这个意义上,梯度是雅可比矩阵的特殊情况。

在单变量的实值函数的情况,梯度只是导数,或者,对于一个线性函数,也就是线的斜率

梯度一词有时用于斜度,也就是一个曲面沿着给定方向的倾斜程度。可以通过取向量梯度和所研究的方向的点积来得到斜度。梯度的数值有时也被称为梯度。

 

2.梯度下降法的基本思想可以类比为一个下山的过程。假设这样一个场景:一个人被困在山上,需要从山上下来(i.e. 找到山的最低点,也就是山谷)。但此时山上的浓雾很大,导致可视度很低。因此,下山的路径就无法确定,他必须利用自己周围的信息去找到下山的路径。这个时候,他就可以利用梯度下降算法来帮助自己下山。具体来说就是,以他当前的所处的位置为基准,寻找这个位置最陡峭的地方,然后朝着山的高度下降的地方走,同理,如果我们的目标是上山,也就是爬到山顶,那么此时应该是朝着最陡峭的方向往上走。然后每走一段距离,都反复采用同一个方法,最后就能成功的抵达山谷

 

J是关于Θ的一个函数,我们当前所处的位置为Θ0点,要从这个点走到J的最小值点,也就是山底。首先我们先确定前进的方向,也就是梯度的反向,然后走一段距离的步长,也就是α,走完这个段步长,就到达了Θ1这个点

 

α是什么含义?
α在梯度下降算法中被称作为学习率或者步长,意味着我们可以通过α来控制每一步走的距离

 

为什么要梯度要乘以一个负号?
梯度前加一个负号,就意味着朝着梯度相反的方向前进!梯度的方向实际就是函数在此点上升最快的方向而我们需要朝着下降最快的方向走,自然就是负的梯度的方向,所以此处需要加上负号

3.贝叶斯定理是关于随机事件A和B的条件概率(或边缘概率)的一则定理。其中P(A|B)是在B发生的情况下A发生的可能性

贝叶斯公式(发表于1763年)为:

一些文献中把P(B)、P(B)称为基础概率,P(A│B)为击中率,P(A│B[2])为误报率其实就是在运用概率对某一事件进行推断之前,我们往往已经事先掌握了关于这一事件的概率,这个概率可能是主观概率或者相对概率,这种初始的概率可以称为先验概率。如果在后续的研究中,通过抽样调查样本等消息源又获得了有关该事件的信息,我们就可以根据这些新信息对先验概率进行修正,使先验概率变为后验概率。这个修正概率的定理就称为贝叶斯定理。

 

 

 

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