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
STLearner9 小时前
ICML 2026 | LLM×Graph论文总结[1]【图基础模型,文本属性图,多模态属性图,图对齐,图提示学习,关系深度学习
论文阅读·人工智能·python·深度学习·学习·机器学习·数据挖掘
Young Doro11 小时前
SAC 算法
线性代数·算法·机器学习
SoaringPigeon15 小时前
NVIDIA博客-预训练去想象,微调去行动:世界-动作模型 (WAM) 的崛起
人工智能·深度学习·机器人·自动驾驶
Token炼金师15 小时前
注意力的六脉:QKV 数学、头设计、RoPE、Flash、掩码与剪枝 —— Transformer 核心机制全解
人工智能·深度学习·llm
_Meilinger_15 小时前
碎片笔记|分类问题与回归问题的关系
深度学习·机器学习·监督学习·损失函数·回归问题·分类问题·条件概率
卡梅德生物科技小能手15 小时前
卡美德生物科普CSF1(巨噬细胞集落刺激因子1)
经验分享·深度学习·生活
学究天人16 小时前
数学公理体系大全:第七章 连续统假设与力迫法简介
人工智能·算法·机器学习·数学建模·动态规划·图论·抽象代数
FeelTouch Labs17 小时前
深度学习模型架构——Transformer
人工智能·深度学习·transformer
我不是QI17 小时前
周志华《机器学习—西瓜书》九
人工智能·机器学习·支持向量机