微分,導數與梯度

2021-07-24 20:06:13 字數 1265 閱讀 3615

對於函式y=f

(x

)y=f(x)

y=f(x)

,導數的定義是 f′(

x0)=

lim⁡δx

−>0f

(x0+

δx)−

f(x0

x(1)

f'(x_0)=\lim_ \frac \tag 1

f′(x0​

)=δx

−>

0lim​δ

xf(x

0​+δ

x)−f

(x0​

)​(1

)可以看到它本質是乙個極限, 是標量, 其幾何意義為 點x

0x_0

x0​處的斜率.

自變數擴充套件為多元 x

\mathbb x

x 時, 可對某一維 x

ix_i

xi​ 單獨計算其導數∂f∂

xi

\frac

∂xi​∂f

​, 稱為 偏導數.

directional derivative. 很多時候, 僅有座標軸方向上的偏導數是不夠的, 我們還想知道任意方向上的導數, 稱為方向導數. 方向導數是向量.

空間中的任意方向, 是可以用各座標軸對應的基向量, 通過線性組合表示的. 同理, 方向導數可由各個維度的偏導數組合而來.

梯度是向量, 指向函式增長最快的方向. 其模表示斜率的大小.

深度學習中要求的是損失函式的最小值, 就是要沿著梯度的反方向迭代.

( xa

)′=a

xa−1

(x^a)'=ax^

(xa)′=

axa−1(a

x)′=

axln

a(a^x)'=a^xlna

(ax)′=

axln

a(sin⁡x

)′

=cos⁡x

(\sin x)'=\cos x

(sinx)

′=cosx

如果函式f連續,則二階偏導數的求導順序沒有區別,即∂∂x

(∂f∂

y)=∂

∂y(∂

f∂x)

\frac(\frac)=\frac(\frac)

∂x∂​(∂

y∂f​

)=∂y

∂​(∂

x∂f​

) 見參考[1].

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