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梯度下降

时间:2018-09-15 15:17:06      阅读:263      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:优化   最大   最大值   img   方便   性问题   意义   函数的参数   样本   

(对最小二乘法和梯度下降的一些区别的理解:

  1.最小二乘法可以直接求全局最优解  梯度下降法是一种迭代的求解局部最优解的方法  

  2.最小二乘法没有“优化”,只有“求解”。算是一个确定性问题。而梯度下降,涉及迭代获取最优解,才算是“优化”。)

1.梯度定义

    在微积分里面,对多元函数的参数求?偏导数,把求得的各个参数的偏导数以向量的形式写出来,就是梯度。比如函数f(x,y), 分别对x,y求偏导数,求得的梯度向量就是(?f/?x, ?f/?y)T,简称grad f(x,y)或者▽f(x,y)。对于在点(x0,y0)的具体梯度向量就是(?f/?x0, ?f/?y0)T.或者▽f(x0,y0),如果是3个参数的向量梯度,就是(?f/?x, ?f/?y,?f/?z)T,以此类推。

    那么这个梯度向量求出来有什么意义呢?他的意义从几何意义上讲,就是函数变化增加最快的地方。具体来说,对于函数f(x,y),在点(x0,y0),沿着梯度向量的方向就是(?f/?x0, ?f/?y0)T的方向是f(x,y)增加最快的地方。或者说,沿着梯度向量的方向,更加容易找到函数的最大值。反过来说,沿着梯度向量相反的方向,也就是 -(?f/?x0, ?f/?y0)T的方向,梯度减少最快,也就是更加容易找到函数的最小值

2.梯度下降的直观解释

    首先来看看梯度下降的一个直观的解释。比如我们在一座大山上的某处位置,由于我们不知道怎么下山,于是决定走一步算一步,也就是在每走到一个位置的时候,求解当前位置的梯度,沿着梯度的负方向,也就是当前最陡峭的位置向下走一步,然后继续求解当前位置梯度,向这一步所在位置沿着最陡峭最易下山的位置走一步。这样一步步的走下去,一直走到觉得我们已经到了山脚。当然这样走下去,有可能我们不能走到山脚,而是到了某一个局部的山峰低处。

    从上面的解释可以看出,梯度下降不一定能够找到全局的最优解,有可能是一个局部最优解。当然,如果损失函数是凸函数,梯度下降法得到的解就一定是全局最优解。

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3.梯度下降算法的推导

  1.目标(损失,残差函数):

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    注:为什么要除以m是因为求均值 避免样本的个数对结果造成影响,除以2其实为了后面的求导做了方便(相当于优化)

  2.梯度下降的算法大家族

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  3.步长和批量的数量的选区

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梯度下降

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原文地址:https://www.cnblogs.com/hum0ro/p/9650829.html

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