机器学习(9)正则化

一、带正则化的成本函数(Regularized Cost Function)

1. 引入正则化的动机

在多特征模型中(例如多项式回归),当特征数量较多时,模型容易过拟合(Overfitting) 。为此我们可以在代价函数中加入一个正则化项(Regularization Term),用于"惩罚"过大的参数,使模型更加平滑、泛化性更强。

2. 带正则化的代价函数定义

假设线性回归的原始代价函数为:

为了避免权重 wj​ 过大,我们添加一个正则化项:

其中:

  • λ:正则化参数(Regularization Parameter)

  • 惩罚项(Penalty Term)

注意:偏置项 b 不参与正则化。

3. λ(正则化参数)的影响

  • 当 λ=0:无正则化,模型可能过拟合。

  • 当 λ 过大:参数被压得过小,模型可能欠拟合。

  • 选择合适的 λ 可以平衡偏差与方差(Bias--Variance Tradeoff)。


二、正则化线性回归(Regularized Linear Regression)

1. 梯度下降算法的正则化更新

带正则化的代价函数对应的梯度下降更新公式为:

解释:

  • 第一部分:普通的梯度下降更新。

  • 第二部分:是正则化项,会让参数 缩小。

2. 推导思路(简要)

从代价函数对 求偏导:

然后按梯度下降规则更新参数:

由此得到上面的更新公式。


三、正则化逻辑回归(Regularized Logistic Regression)

1. 更新逻辑回归的代价函数

逻辑回归的原始代价函数为:

其中:

加上正则化项后:


2. 正则化逻辑回归的梯度下降

对每个参数求偏导,得到更新公式:

与线性回归的区别在于:

  • 为 sigmoid 函数输出;

  • 代价函数使用对数损失;

  • 更新逻辑相同。


四、总结(Summary)

项目 线性回归 逻辑回归
原代价函数 平方误差 对数损失
正则化项
更新规则
偏置项 b 不参与正则化 不参与正则化
作用 减小参数,防止过拟合 减小参数,防止过拟合

五、例子说明

假设我们要预测房价,模型如下:

其中:

  • x1​:房屋面积

  • x2​:房龄

如果模型过拟合,说明参数 w1​,w2​ 过大。使用正则化后,代价函数变为:

随着训练进行,较大的 w1,w2​ 会被"惩罚",使模型更平滑、更稳定。

相关推荐
晨之清风6 分钟前
Codex常用命令
人工智能
Java患者·7 分钟前
《Python 人脸识别入门实践:从人脸检测到人脸比对完整实现》
开发语言·python·opencv·目标检测·计算机视觉·目标跟踪·视觉检测
hsg779 分钟前
简述:2026年中考一地作文题目 :接纳无解,向阳求索
人工智能·机器学习
北京耐用通信14 分钟前
国产化替代优选!耐达讯自动化NY-HUB6完美兼容替代PB-HUB6\GL
人工智能·科技·网络协议·自动化·信息与通信
LaughingZhu18 分钟前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-06-11
人工智能·经验分享·神经网络·html·产品运营
像风一样自由202031 分钟前
17.推理框架横评:vLLM / TGI / TensorRT-LLM / SGLang 全面对比
人工智能·大模型·vllm·sglang
walnut_oyb33 分钟前
CVPR 2026|VisRes Bench:视觉语言模型视觉推理能力评估
人工智能·语言模型·自然语言处理
网教盟人才服务平台39 分钟前
第223期方班学术研讨厅成功举办
人工智能
lauo44 分钟前
ibbot手机:从赛博攻防到Token经济的AI终端革命
人工智能·智能手机
私人珍藏库1 小时前
【Android】BotHub-多模型AI机器人聚合库-内置免费模型
android·人工智能·智能手机·app·工具·多功能