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
Gigavision4 小时前
基于BUAA-MIHR数据集的噪声解耦对比学习算法
人工智能·python·深度学习·算法
计算机编程-吉哥6 小时前
YOLO26 vs YOLO11 vs YOLOv8:深度学习咖啡果实成熟度分割系统【计算机毕业设计选题推荐】
人工智能·python·深度学习·yolo·django·毕业设计
金色印象11 小时前
【论文解读】DRSN:把软阈值去噪“内化”进残差网络的强噪声故障诊断方法
深度学习·残差网络·故障诊断·软阈值·收缩函数·强噪声·drsn
龙腾AI白云12 小时前
大语言模型:从语言理解到通用智能的跃迁
数据库·人工智能·机器学习·知识图谱
Ivanqhz13 小时前
数据搬运是性能关键
java·服务器·网络·人工智能·深度学习
阳明山水13 小时前
校准分位数驱动智能库存决策
人工智能·深度学习·算法·机器学习·架构
xx_xxxxx_14 小时前
论文阅读-Search-R1
人工智能·深度学习·机器学习·强化学习
Ivanqhz14 小时前
Slope One 算法详解:与矩阵分解、共现矩阵的异同
java·服务器·网络·人工智能·深度学习
别动我齐刘海15 小时前
ROS2 Jazzy + C++ 实战路线——进阶学习3
c++·人工智能·vscode·python·算法·机器学习·机器人
Ivanqhz15 小时前
Ping-Pong 双缓冲
开发语言·人工智能·python·深度学习·mlir