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]} a[l]

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}\\ a[l]:第l层a[j]: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
.30-06Springfield3 小时前
人工智能概念之七:集成学习思想(Bagging、Boosting、Stacking)
人工智能·算法·机器学习·集成学习
shangyingying_14 小时前
关于小波降噪、小波增强、小波去雾的原理区分
人工智能·深度学习·计算机视觉
书玮嘎5 小时前
【WIP】【VLA&VLM——InternVL系列】
人工智能·深度学习
要努力啊啊啊6 小时前
YOLOv2 正负样本分配机制详解
人工智能·深度学习·yolo·计算机视觉·目标跟踪
小陈phd6 小时前
李宏毅机器学习笔记——梯度下降法
人工智能·python·机器学习
Morpheon6 小时前
揭开预训练Pre-Training的力量:革新机器学习
人工智能·机器学习
勤奋的大熊猫6 小时前
机器学习中的 Agent 是什么?
人工智能·机器学习·agent
Blossom.1187 小时前
机器学习在智能建筑中的应用:能源管理与环境优化
人工智能·python·深度学习·神经网络·机器学习·机器人·sklearn
明朝百晓生7 小时前
深入理解Vapnik-Chervonenkis(VC)维度:机器学习泛化能力的理论基础
人工智能·机器学习
信息快讯7 小时前
机器学习驱动的智能化电池管理技术与应用
人工智能·机器学习·锂离子电池