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
海兰1 小时前
【高速缓存】RedisVL为文本生成嵌入向量实践指南
人工智能·python·机器学习
千天夜1 小时前
让大模型“先想再答”:Chain-of-Thought Prompting 论文精读——CoT 为什么能激发多步推理?
人工智能·深度学习·llm·gpt-3·llama
橙臣程2 小时前
深度学习9——transformer之注意力机制
人工智能·深度学习·transformer
恒知学术3 小时前
SCI 文献怎么检索?英文关键词、DOI、被引量和开放获取线索整理
人工智能·深度学习·sci·文献检索·谷歌学术·doi
老刘说AI4 小时前
SGLang 深度优化: Radix 缓存与复杂任务的极致吞吐
人工智能·神经网络·机器学习·缓存·架构·sglang
我登哥MVP4 小时前
Headroom 深度指南:AI Agent 上下文压缩实战
人工智能·python·深度学习·神经网络·机器学习·自然语言处理·pip
OpenApi.cc4 小时前
来了,来了,我来了,Mocode
人工智能·深度学习·神经网络·目标检测·数据挖掘
hongyucai6 小时前
大模型常见问题整理
人工智能·深度学习
再渊6 小时前
基因归因到底怎么计算的?
python·深度学习·机器学习
暴躁的大熊7 小时前
机器学习中的知识图谱:概念、核心技术与应用场景
人工智能·机器学习·知识图谱