書-深度學習的數學

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●神經網路所需的函數-一次函數

○自變量

●神經網路所需的函數-二次函數

○單位階躍函數

●指數函數與Sigmoid函數

○正態分布的概率密度函數

 

神經網路所需的函數-一次函數

1.一次函數

介紹: 最基本的函數。

公式: y = ax + b (a、b為常數, a≠0)

a = 斜率 , b = 截距

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例:

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一次函數也可以用於多個變數。

y = ax1 + bx2 + c (a、b、c為常數,a≠0, b≠0)

例:

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自變量

如果x確定只與y有對應,則稱y是x的函數,y = f(x),x稱為'自變數',y稱為'因變數'

神經網路所需的函數-二次函數

介紹: 與一次函數一樣重要,這本書的代價函數就是使用二次函數。

公式:  y = ax^2 + bx + c (a、b、c為常數,a≠0)

二次函數的圖就像拋物線的軌跡,a為正數是向下凸,而取得最小值,這個性質要講到最小二乘法的基礎。

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例:

當x = 1時,取得最小函數2。

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例:

多個自變量。

公式: y = ax^2 + bx1x2 + cx2^2 + px1 + qx2 + r  (a、b、c、p、q、r為常數、c≠0)

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例:

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單位階躍函數

介紹:作為激活函數(就是輸出經過的最後一個函數)。

在原點不連續,也就是原點不可導,就是這個性質所以不能成為主要的激活函數。

式子:

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例:

u(-1) = 0

u(1) = 1

u(0) = 0

指數函數與Sigmoid函數

介紹: 具有以下形狀的函數稱為'指數函數'

常數a成為指數的底數,納皮爾數e是個重要的底數,e = 2.71828...。

公式: y = a^x (a為正整數,a≠1)

Sigmoid函數σ(x)

介紹: 是最具有代表性的激活函數。

公式: 

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exp是exponential function(指數函數)的簡略記法,exp(x)表示指數函數e^x。

值介於0~1之間式連續的因此是可以導的,也可以用來解釋機率。

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例:

σ(-1) = 0.27

σ(0) = 0.5

σ(1) 0.73

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正態分布的概率密度函數

設置權重與偏置的初始值,正態分布(normal distribution )是一個有用的工具。

分布機率:

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其中μ稱為期望值(平均值),σ稱為標準差。

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例:

期望值(μ)為0,標準差(σ)為1的機率密度函數。

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正態分布產生得隨機樹稱為正態分布隨機數,在神經網路計算中,用於初始值。

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