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
wuyk5558 分钟前
ROS2 Humble 从入门实战教程:第五章 ROS2工作空间与功能包:开发过程的大本营【VMware Ubuntu22.04实操】
机器学习
FPGA信号处理23 分钟前
【信号检测与估计】第一次作业:无偏性、均方误差与最小方差无偏估计
人工智能·机器学习·概率论
LaughingZhu34 分钟前
Product Hunt 热榜 2026-10-10:Busabase、Zernio、Playground by Google Labs
人工智能·深度学习·神经网络·搜索引擎·百度
田里的水稻1 小时前
IL_部署推理---工具和语言
人工智能·神经网络·机器学习
在所不辞兄1 小时前
为什么PINN非常适合求解有限元模型
人工智能·深度学习·神经网络·算法·机器学习
数智工坊2 小时前
视觉SLAM第2讲|初识SLAM:经典框架、传感器选型与工程环境全梳理
人工智能·深度学习·数码相机·机器人
workflower2 小时前
汽车自动驾驶9 要素
人工智能·机器学习·重构·云计算·汽车·无人机
Joshua-a6 小时前
工程数学-理解卷积的含义_线性时不变系统的冲激响应与卷积
人工智能·深度学习
song5016 小时前
React Native for OpenHarmony 实战:三方库 react-native-css-transformer 的鸿蒙化适配指南
css·人工智能·深度学习·react native·transformer