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
微尘hjx12 小时前
【Deep-OC-SORT 01】多轨迹算法Deep-OC-SORT源码分析
深度学习·yolo·目标跟踪·ultralytics·轨迹算法·deep-oc-sort·车流统计
tellmewhoisi13 小时前
深度学习39:RNN基础介绍,api参数解惑和代码api
人工智能·rnn·深度学习
硅谷秋水13 小时前
AgenticRoboRL:将“编程智能体”后训练引入智能体化机器人领域
人工智能·机器学习·语言模型·机器人
武天旭13 小时前
AI安全--AI大模型的毒性偏见与安全对齐实践
人工智能·python·深度学习
电科_银尘14 小时前
【深度学习项目实战·11】损失函数与评价指标:让模型输出、标签与结果真正对应
人工智能·深度学习
硅谷秋水16 小时前
DiscoveryRSI:通过递归学习发现有价值的假设
人工智能·机器学习·语言模型
陈嘿萌16 小时前
ECCV 2026 | CausalDrive:澳门大学×小米汽车,面向自动驾驶的实时因果世界模型
图像处理·人工智能·深度学习·计算机视觉·自动驾驶·学术研究与理论基础
hkNaruto17 小时前
【AI】游戏大模型智能体OODA过程记忆问题解决方案:AgenticSTS 有界记忆契约:技术分析与流水线改造操作手册
人工智能·游戏·机器学习
七元权17 小时前
FoundationPose 推理全流程解读:从一帧 RGB-D 到 6D 位姿
论文阅读·深度学习·6d姿态估计