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[数据结构与算法]用高中的知识点徒手推导逻辑回归中的反向梯队

关于逻辑回归的梯队推导,我看到很多文章,题目写到这里时会说,根据到时微积分,我们可以得到
在这里插入图片描述
我认为不全面甚至有点跳跃,下面是我一步一步, 用高中的知识点推导出完整的梯度

知识点回顾:

导数公式(高中知识点):

在这里插入图片描述

运算法则(高中知识点):

减法法则:(f(x)-g(x))’=f’(x)-g’(x)

加法法则:(f(x)+g(x))’=f’(x)+g’(x)

乘法法则:(f(x)g(x))’=f’(x)g(x)+f(x)g’(x)

除法法则:(g(x)/f(x))’=(g’(x)f(x)-f’(x)g(x))/(f(x))^2

链式求导(大学知识点):

我印象中链式求导高中就有学, 但查了下链式求导属于微积分, 高中不学,稍微超纲了一点,但这个知识点很好理解。
假设多个向量存在依赖关系,比如三个向量x→y→zx→y→z存在依赖关系,则我们有下面的链式求导法则:
在这里插入图片描述

接下来温故下正向推导(以下所讲是未正则化的神经网络)

逻辑回归算法:

正向传递过程:
在这里插入图片描述

代价函数:
在这里插入图片描述

现在,我们需要根据上面的损失函数计算出第二梯度和第一梯度,根据Andrew Ng的推导:
在这里插入图片描述
Andrew Ng 这一推导我是有点难理解的,有点跳跃,下面根据我的理解,对损失函数进行第一梯度和第二梯度进行推导:

第二梯度:
第二梯度

第一梯度:
第一梯度

根据链式求导法则,我们可以做出以下推导

在这里插入图片描述
这里我们开始求第二梯度, 下面是我一步一步推导:
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

上面我把1/ln10 约等于1,这是关键,最后结果,第二梯度等于(a3-y)*a2,与Andrew Ng推导结果一致。说明1/ln10 等于1才能使(a3-y)*a2成立。

我觉得之所以把1/ln10 约等于1,只是方便计算,梯度只控制变化大小, 最后大小由学习率,而1/ln10只是一个参数,约掉只是方便理解和计算。

下面我们来求第一梯度

有了第二梯度的铺垫 , 第一梯度显得相对简单。
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
最后结果也和Andrew Ng推导的一致。
知其然更要知其然,谢谢观看, 欢迎指正。

Referrence:
https://www.cnblogs.com/pinard/p/10825264.html

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加:2021-07-28 08:04:35  更:2021-07-28 08:05:22 
 
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