微积分在神经网络中的本质

calculus

在一个神经网络中我们通常将每一层的输出结果表示为: a l a^{l} al

为了方便记录,将神经网络第一层记为:

1 \] \[1\] \[1

对应的计算记录为为:
a l : 第 l 层 a j : 第 j 个神经元 a^{l}:\textcolor{red}{第l层}\\ a_{j}:\textcolor{green}{第j个神经元}\\ al:第l层aj:第j个神经元

代价函数为:

其中y为实际值,

而对于 d C 0 d w {d{C_0}\over dw} dwdC0是求斜率,或者具体的解释是 w \textcolor{green}{w} w的数值变动对 C 0 \textcolor{red}{C_0} C0的影响:

根据链式法则:
具体计算过程:

所以 w \textcolor{green}{w} w的数值变动对 C 0 \textcolor{red}{C_0} C0的影响与:真实值与计算值的偏差、激活函数 σ \sigma σ,上一层的输出值有关

如果理解了上述的内容,其他的代价函数 ∇ C \nabla C ∇C就只是换偏导对象即可:

比如,如果要计算 d C 0 d b {d{C_0}\over db} dbdC0,只需要替换一项即可:

同理,应用在BP中可以计算 w j k L ; 一条线的权值的影响 w^{L}_{jk}\textcolor{red}{;一条线的权值的影响} wjkL;一条线的权值的影响(其中jk分别代表 L − 1 L-1 L−1和 L L L层中的不同点):

也可以计算 a k L − 1 ; 前一层的输出值的影响 a^{L-1}_{k}\textcolor{red}{;前一层的输出值的影响} akL−1;前一层的输出值的影响:

相关推荐
ai小陈3 小时前
PyTorch DataLoader数据加载性能排查:GPU利用率低的实操指南
人工智能·pytorch·python·深度学习·ai·gpu算力
现代野蛮人6 小时前
【深度学习实验】—— 基于 LSTM 与 Optuna 调参的丙型肝炎预测
人工智能·深度学习·lstm
DM今天肝到几点?8 小时前
AI 安全进入「攻防同频」:Gemini 3.8 Flash Cyber 上线、Astra 触及关键级、HiddenLayer 融资 1 亿美元
网络·人工智能·深度学习·安全·语言模型·开源·知识图谱
乐迪信息9 小时前
智慧港口船舶AI算法实现在线状态监测
大数据·人工智能·深度学习·算法·计算机视觉
来让爷抱一个9 小时前
2026 智能体安全实战:把护栏写进SPEC,MonkeyCode 云端跑通
人工智能·安全·机器学习
sel_912 小时前
深度学习损失函数详解:从 MSE、Cross Entropy 到 Dice、Focal、IoU、Contrastive Loss,一文掌握所有常见 Loss
人工智能·深度学习
147API13 小时前
蒸馏模型量化上线前,先查精度退化和算子兼容
大数据·人工智能·深度学习·机器学习·蒸馏
Omics Pro14 小时前
Arc研究所Cell|全新虚拟细胞官方基准评测框架
大数据·人工智能·深度学习·算法·机器学习
yychen_java14 小时前
从像素到汉字:基于深度学习的中文OCR系统六步全链路剖析
人工智能·深度学习·ocr
LingYi_014 小时前
建筑提取—BuildFormer
人工智能·深度学习