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
LaughingZhu12 小时前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-09-19
人工智能·深度学习·神经网络·搜索引擎·百度
猎头南楼13 小时前
知识社区推荐系统实践:新用户冷启动与长短期兴趣建模的挑战 资深推荐算法工程师
人工智能·深度学习·算法·机器学习
高洁0114 小时前
未来三年,AI 落地的五个确定性判断一
人工智能·深度学习·机器学习·transformer·知识图谱
`流年づ16 小时前
人工智能学习笔记 - 补充
人工智能·笔记·深度学习·学习
Omics Pro16 小时前
斯坦福Nature+Science|广义虚拟细胞基础大模型
数据库·人工智能·算法·机器学习·自然语言处理
成为深度学习高手17 小时前
CrossLinear:即插即用的跨相关嵌入,让线性模型也能用好外生变量
人工智能·python·深度学习·数据挖掘
科技苑17 小时前
如何打造一个高效的全栖内容制作生态系统?
深度学习
翰佰尔生物HiOmics云分析17 小时前
老年COVID-19重症化风险预测机器学习在线工具技术解析
机器学习·开发·预测·covid-19
一只废狗狗狗狗狗狗狗狗狗18 小时前
机器学习:分类问题及损失函数优化
机器学习
workflower18 小时前
SSH(Struts+Spring+Hibernate)
人工智能·机器学习·机器人·云计算·无人机