3.矩阵计算及导数基础
创始人
2024-03-04 02:12:51
0

1. 梯度

将导数拓展到向量。

1. 标量对向量求导

x是列向量,y是标量,求导之后变成了行向量

在这里插入图片描述

ps: x1^2 + 2x2^2 这个函数可以画成等高线,对于(x1,x2)这个点,可以做等高线的切线,再做出正交方向(2,4),这个正交方向和梯度是一样的,也就是梯度和等高线是正交的,意味着梯度指向的是值变化最大的方向

样例

在这里插入图片描述
ps:1T,0T都是行向量(默认为列向量,使用转置后变成了行向量)

在这里插入图片描述
对于最后一个<u,v>,对x求导后,得到的是,行向量 * 矩阵 + 另一个行向量*矩阵

2. 向量对标量求导

在这里插入图片描述
当向量是列向量时,对标量求导之后,得到的结果也是列向量。

3. 向量对向量求导

在这里插入图片描述
因为y本身是列向量,因此对x求导,先把y拆解成列向量的形式,之后每一个yi关于向量x的导数都是行向量,最后就变成了矩阵。

样例

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4. 拓展到矩阵

在这里插入图片描述

5. 链式法则

在这里插入图片描述

例子1如下:

在这里插入图片描述
解释怎么得到的x的转置:因为<xw>是内积,得到的是一个标量,标量对向量w求导,得到的是行向量,因此是转置。

例子2如下:

在这里插入图片描述

X是mn的矩阵,w是n1的列向量,y是m1的列向量,因此Xw就会得到m1的列向量,也就是说a就是m1的列向量,那么b也是m1的列向量。

  1. 第一项得到的是b的转置,是因为标量对向量求导得到的是行向量,所以对b这一列向量转置得到行向量
  2. 第二项,a对自身求导得到单位向量,也可以说是单位矩阵
  3. 第三项,是m1的向量对n1的向量求导,向量对向量求导,得到的是矩阵,因此最后得到m*n的矩阵,也就是X矩阵

6. 自动求导的两种模式

在这里插入图片描述

关于反向累积:

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
分为前向和反向,正向就是求复合函数的值,反向就是求偏导和梯度

相关内容

热门资讯

前端-session、jwt 目录:   (1)session (2&#x...
linux入门---制作进度条 了解缓冲区 我们首先来看看下面的操作: 我们首先创建了一个文件并在这个文件里面添加了...
关于测试,我发现了哪些新大陆 关于测试 平常也只是听说过一些关于测试的术语,但并没有使用过测试工具。偶然看到编程老师...
前缀和与对数器与二分法 1. 前缀和 假设有一个数组,我们想大量频繁的去访问L到R这个区间的和,...
nodejs:本地安装nvm实... 一、背景-使用不同版本node的原因 vue3+ts、nuxt3版本,node...
JAVA集合知识整理 Java集合知识整理 HashMap相关 HashMap的底层数据结构:jdk1.8之...
无刷直流电机介绍及单片机控制实... 无刷直流电机介绍及单片机控制实例前言基本概念优势与劣势使用寿命基本结构使用单片机控制实例电子调速器&...
fwdiary(2) dp2 1.传纸条  AcWing 275. 传纸条 - AcWing 走两条路,走一条最大的...
常用的DOS命令 常用的DOS命令 DOS(Disk Operating System,磁...
<C++> 类和对象(下) 1.const成员函数将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数,cons...