也求最小二乘的解

2021-07-30 23:11:35 字數 1208 閱讀 1545

最早接觸最小二乘用於回歸方程引數求解,方法簡單,容易理解,應用廣泛。本文簡要推導一下最小二乘法的求解過程,原理不做詳解,只是求解過程推導,更詳細的可網上查閱,最後附參考文章。

1.最小二乘目標,求j(w)最小值: j(

w)=1

/2∑i

=1n(

wtxi

−yi)

2 其中,假設樣本有n個,d=

n1,權重向量w,特徵向量xi

,目標變數yi

(用於回歸,一般為實數)。

2.求最小值,對 w求導等於零,以下側重於如何求導,也是本文重點;

3.j(w)涉及求和,聯想到矩陣的跡,tr(a) = sum(ai

i ),設:a=

⎡⎣⎢⎢

⎢⎢⎢⎢

wtx1

−y1.

..wt

xi−y

i...

wtxn

−yn⎤

⎦⎥⎥⎥

⎥⎥⎥

則j(w) = 1/2tr(a2

),又令a = wt

x−y (拆開a),其中 x=

wt⎡⎣

⎢⎢⎢⎢

⎢x1.

..xi

...x

n⎤⎦⎥

⎥⎥⎥⎥

,y=⎡

⎣⎢⎢⎢

⎢⎢⎢y

1...

yi..

.yn⎤

⎦⎥⎥⎥

⎥⎥⎥

於是有,dj

(w)d

w=d1

2tr(

a2)d

w=d1

2tr(

(wtx

−y)2

)dw=

(wtx

−y)x

t 相當於復合函式求導,令導數等於零,wt

xxt=

yxt

最後,求得最小二乘的引數向量:wt

=yxt

(xxt

)−1

4.總結,主要的是由求和聯想到矩陣的跡,然後用到矩陣求導;

[2]

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