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
JackHCC8 小时前
Meta-WHALE:逐层融合统一推荐模型
人工智能·机器学习
2zcode9 小时前
基于MATLAB神经网络的心力衰竭预测与临床辅助决策系统研究
人工智能·神经网络·matlab
若殇丶球9 小时前
二、PointNet算法
深度学习
道影子9 小时前
《道德经》031兵者不祥,胜以丧礼处之
人工智能·深度学习·算法
GAOJ_K10 小时前
老旧产线弧形导轨换新:同规格替换避坑选型思路
人工智能·算法·机器学习·制造·导轨偏磨
zh路西法19 小时前
【CAM Grad-CAM Grad-CAM++】深度学习模型可解释性:从原理到YOLOv8部署实战
人工智能·深度学习·yolo·yolov8·grad-cam·cam
没有梦想的咸鱼185-1037-166320 小时前
AI-Python机器学习与深度学习技术:CNN/Transformer/扩散模型、SHAP可解释及Hermes智能体自动化
人工智能·python·深度学习·机器学习·chatgpt·cnn·transformer
AI探索先锋21 小时前
AMD 2nm 芯片炸裂、欧洲首家人形机器人独角兽诞生、AI Agent 互联标准打响:10 条信号看懂产业变局|今日科技 AI 机器人快讯
大数据·人工智能·深度学习·搜索引擎·机器人
卡梅德生物科技小能手21 小时前
卡美德生物科普:RSPO3(R - 脊椎蛋白 3)
经验分享·深度学习·生活
一只小bit1 天前
LangGraph 子图使用和房源搜索Agent综合案例实现
机器学习·langchain·llm·langgraph