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
Data analyse4568 分钟前
rrweb回放事件资源加载顺序重放校验
前端·人工智能·算法·机器学习·数据分析
sel_933 分钟前
论文阅读笔记:Learning Multimodal Embeddings with Evidence-Aligned Readout
人工智能·深度学习
lll235269177937 分钟前
如何应对每天大量的信息输入?
深度学习·智能手机
言乐641 分钟前
Python于LOLM针对伊泽瑞尔的数据分析
开发语言·python·机器学习·数据分析·pandas
FBI HackerHarry浩2 小时前
Pytorch中 CPU tensor vs GPU tensor
人工智能·pytorch·python·深度学习
茗创科技2 小时前
种子点分析vs全脑分析:共激活模式(CAP)到底怎么选?
神经网络·脑网络·数据处理
跟我学机器学习2 小时前
Agent记忆机制:短期记忆与长期记忆概览
人工智能·深度学习·语言模型·数据挖掘
明志数科2 小时前
机器人训练数据的结构性缺口:场景·视角·质量的三重错配分析
人工智能·深度学习·机器人
yunfanleo3 小时前
模型微调(Fine-tuning)详解:原理、Full/LoRA/QLoRA 三种方案对比与 PEFT 工程实践
人工智能·深度学习·机器学习·大模型·人工智能python
Yolanda_20223 小时前
Claudecode报错402 insufficient balance(1008)
人工智能·神经网络·chatgpt