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
xiaoqi01951 小时前
期货量化软件回测方式深度横评:期魔方、文华财经、无限易、TB开拓者、金字塔全面对比
python·机器学习
论文复现现场1 小时前
RTX 5090 32GB 适合科研计算吗?单卡训练、推理、论文复现与 OOM 判断方法
pytorch·深度学习·cuda·rtx5090
richard_first1 小时前
第19章 RAG(Retrieval-Augmented Generation)
人工智能·深度学习·语言模型·自然语言处理·transformer
别动我齐刘海1 小时前
简历技术栈全面复习——UDP / TCP / CAN / ZMQ / Protobuf 通信工程
网络·c++·python·tcp/ip·机器学习·udp·github
小徐xxx2 小时前
各种卷积操作的介绍
深度学习·医学图像处理·医学图像分割·卷积
小朱爱编程1233 小时前
当 AI 开始研发下一代 AI:“智能爆炸”离我们还有多远?
人工智能·深度学习
硅谷秋水4 小时前
WLA³:面向语义、动力学与运动学的世界潜动作建模
人工智能·机器学习·计算机视觉·语言模型·机器人
@陈小鱼4 小时前
基于CNN-Transformer的无袖带血压估计
人工智能·深度学习·神经网络·算法·cnn·transformer·血压
Rocky Ding*5 小时前
DeepSeek DSec技术深度解析:Agent规模化训练的真正瓶颈,是沙箱基础设施
论文阅读·人工智能·深度学习·机器学习·aigc·agent·ai-native
147API5 小时前
如何设计“回答、追问、停答”三类蒸馏训练集
人工智能·算法·机器学习