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
计算机编程-吉哥17 分钟前
基于YOLO11s的苹果叶片病害检测系统 | 5类病害、2万+数据集、全栈闭环【计算机毕业设计选题推荐】
深度学习·毕业设计·课程设计·计算机毕业设计选题·机器学习毕业设计·大数据毕业设计选题推荐
haon112221 分钟前
树模型在信贷风控怎么用——从决策树到 XGBoost
大数据·人工智能·算法·决策树·机器学习·数据挖掘
阳明山水34 分钟前
从相关到因果:预测科学的因果转向与可识别性挑战
人工智能·深度学习·算法·机器学习·架构
宣宣猪的小花园.43 分钟前
【嵌入式】故障与降级:看门狗、保护机制和工程可靠性的底线
开发语言·人工智能·嵌入式硬件·机器学习
运筹说44 分钟前
运筹说 第160期 | 大模型如何“思考”? Transformer架构图解
人工智能·深度学习·transformer
pjj198541 小时前
深度学习-训练,评估与数据增强
人工智能·深度学习·机器学习
满怀冰雪1 小时前
25-迁移学习入门:加载预训练模型并微调
人工智能·python·机器学习·迁移学习·paddle
派大_星2 小时前
PyTorch CNN图片分类与数据增强实践
人工智能·深度学习·机器学习
jay神2 小时前
【计算机毕业设计项目】基于 YOLO + ArcFace 的人脸识别检测系统
人工智能·深度学习·计算机视觉·毕业设计·课程设计·计算机毕业设计
2601_962297482 小时前
基于LangChain+LLM大模型+机器学习的恶意域名(流量)智能检测系统
机器学习·langchain·llm·恶意域名·流量检测