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
wumingxiaoyao7 小时前
从 0 开始学 AI:第 2 课,AI、机器学习、深度学习和大模型是什么关系?
人工智能·深度学习·机器学习·ai·大模型·llm
weixin_400005607 小时前
Vision-Language-Action:LMDrive双损失函数训练模块与 LangAuto 基准评测框架
人工智能·深度学习·算法·机器学习·自动驾驶
phoenix@Capricornus7 小时前
单位球面在线性变换下的像以及线性变换诱导的加权 2-范数的等值面(To 战老师)
线性代数·机器学习·矩阵
bandaoyu8 小时前
大模型训练并行技术理解-DP/TP/PP/SP/EP
深度学习
手写码匠8 小时前
手写 AI 上下文压缩系统:从零实现 Prompt 压缩与选择性上下文管理
人工智能·深度学习·算法·aigc
shushangyun_9 小时前
2026智能采购商城系统选型指南:如何引领企业数字化采购升级
java·大数据·数据库·人工智能·机器学习
大鱼>11 小时前
推荐系统原理与实现:协同过滤/内容推荐/深度学习
人工智能·深度学习
z小猫不吃鱼12 小时前
03 Optimal Brain Surgeon 详解:Hessian 剪枝为什么有效?
算法·机器学习·剪枝
天一生水water12 小时前
注意力机制与transformer 的关系与区别
人工智能·深度学习·transformer