運籌學凸優化筆記

2021-09-29 08:06:32 字數 1585 閱讀 5526

仿射集(affine sets):如果乙個集合c∈r是仿射的,則在c中兩點的直線也在c中,若x1∈c,x2∈c,則x=θx1+(1−θ)x2 ∈c,θ∈r,例如ax=b的解集就是乙個仿射集。

凸集:如果集合c∈r是凸集,如果c中兩點間的線段也在c中,即x=θx1+(1−θ)x2 ∈c,θ∈[0,1] 。注意θ 取值範圍的不同。

凸集和仿射集區別:θ 取值範圍

注:所有仿射集都是凸的,因為它包含集合中任意不同點的所有直線

仿射集:若通過集合c中任意兩個不同點的直線仍在集合c內,則稱集合c為仿射集。

凸函式定義

如果「函式f上任意兩點的連線」在「函式f這兩點之間函式f影象」的上面的話,這樣的函式就是凸函式。

或者簡單的說:如果懸線在函式上方,那這樣的函式就是凸函式。

任何線性規劃的可行域都是凸集,線性函式即是凸函式也是凹函式,凸函式+凸函式為凸函式。

什麼是範數?

總的來說,範數的本質是距離,存在的意義是為了實現比較。比如,在一維實數集合中,我們隨便取兩個點4和9,我們知道9比4大,但是到了二維實數空間中,取兩個點(1,1)和(0,3),這個時候我們就沒辦法比較它們之間的大小,因為它們不是可以比較的實數,於是我們引入範數這個概念,把我們的(1,1)和(0,3)通過範數分別對映到實數根號2和 3 ,這樣我們就比較這兩個點了。所以你可以看到,範數它其實是乙個函式,它把不能比較的向量轉換成可以比較的實數。

在上面的例子裡,我們用的範數是平方求和然後再開方,範數還有很多其他的型別,這個就要看具體的定義了,理論上我們也可以把範數定義為只比較x軸上數字的絕對值。

簡單來說,正則化是一種為了減小測試誤差的行為(有時候會增加訓練誤差)。我們在構造機器學習模型時,最終目的是讓模型在面對新資料的時候,可以有很好的表現。當你用比較複雜的模型比如神經網路,去擬合資料時,很容易出現過擬合現象(訓練集表現很好,測試集表現較差),這會導致模型的泛化能力下降,這時候,我們就需要使用正則化,降低模型的複雜度。

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