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
云和数据.ChenGuang9 小时前
LangGraph 异步 Node 的设计与写法实践
开发语言·人工智能·python·机器学习·php
会飞锦鲤10 小时前
工业AI视觉检测项目完整实施方案
人工智能·深度学习·视觉检测·缺陷检测·模型训练·ai项目·工业应用
天诰10 小时前
SA-K-11 检索会消失吗与四个未解问题
java·服务器·人工智能·python·机器学习·ai编程
电科_银尘10 小时前
【深度学习项目实战·15】小样本图像分类:迁移学习识别蚂蚁与蜜蜂
深度学习·分类·迁移学习
龙腾AI白云10 小时前
仿真到现实(Sim-to-Real)迁移:跨越仿真与现实鸿沟
数据库·机器学习·plotly·知识图谱·tornado
陈嘿萌11 小时前
TIP 2026 | 不再混成一张! RealFusion从模态不变性重想图像融合
图像处理·人工智能·深度学习·计算机视觉·学术研究与理论基础
蜗牛一步步往上爬12 小时前
第十六章 C++语言在深度学习中的应用
开发语言·c++·深度学习
武天旭13 小时前
AI安全--AI大模型的对抗样本攻击与防御解析
人工智能·深度学习·安全·机器学习
tellmewhoisi16 小时前
深度学习0:数学知识:正态分布4(坐标变换的缩放比例(面积微元变换))
人工智能·深度学习