【机器学习中的矩阵求导】(六)Jacobian矩阵和Hessian矩阵

简介: 矩阵对矩阵的求导。假如有p×q矩阵F要对m×n的矩阵X求导,根据第一篇求导布局的定义,矩阵F的pq个元素要对矩阵X的mn个值分别求导,所以求导结果一共有mnpq个,求导的结果如何排列:

零、回顾上一讲

矩阵对矩阵的求导。


假如有p×q矩阵F要对m×n的矩阵X求导,根据第一篇求导布局的定义,矩阵F的pq个元素要对矩阵X的mn个值分别求导,所以求导结果一共有mnpq个,求导的结果如何排列:


0.1 主流的矩阵对矩阵求导定义

现在主流的矩阵对矩阵求导定义是对矩阵先做向量化,然后使用向量对向量的求导。

这里的向量化一般使用列向量,即矩阵对矩阵的求导可以表示为:

image.png

0.2 矩阵对矩阵求导的微分法

向量化的矩阵对矩阵求导,主要是为了使用类似于前面讲过的微分法求导。之前(三)标量对向量矩阵求导的微分法里有:

image.png

和之前标量对矩阵的微分法相比,这里的迹函数被矩阵向量化代替了

0.3 矩阵向量化的主要运算法则

矩阵向量化的主要运算法则:

image.png

image.png

二、Hessian矩阵

黑塞矩阵(Hessian Matrix),又译作海森矩阵、海瑟矩阵、海塞矩阵等,是一个多元函数的二阶偏导数构成的方阵,描述了函数的局部曲率。 在数学中,海森矩阵(Hessian matrix 或 Hessian)是一个自变量为向量的实值函数的二阶偏导数组成的方块矩阵。

假设有一实数函数:


image.png

image.png

三、应用

3.1 多元函数的极值

定理:(二元函数取得极值的充分条件)如果函数 z = f ( x , y ) z=f(x, y)z=f(x,y) 在点 ( x 0 , y 0 ) \left(x_{0}, y_{0}\right)(x

0

,y

0

) 的某邻域内具有连续的二阶偏导数, ( x 0 , y 0 ) \left(x_{0}, y_{0}\right)(x

0

,y

0

) 是它的驻点,令:

image.png

image.png


相关文章
|
4月前
|
机器学习/深度学习 搜索推荐 算法
【阿旭机器学习实战】【37】电影推荐系统---基于矩阵分解
【阿旭机器学习实战】【37】电影推荐系统---基于矩阵分解
|
5月前
|
机器学习/深度学习 Python
【Python 机器学习专栏】混淆矩阵与 ROC 曲线分析
【4月更文挑战第30天】本文介绍了机器学习中评估模型性能的两种工具——混淆矩阵和ROC曲线。混淆矩阵显示了模型在不同类别上的预测情况,包括真正例、假正例、真反例和假反例,帮助评估模型错误类型和数量。ROC曲线则通过假正率和真正率展示了模型的二分类性能,曲线越接近左上角,性能越好。文章还提供了Python中计算混淆矩阵和ROC曲线的代码示例,强调它们在模型选择、参数调整和理解模型行为中的应用价值。
178 0
|
5月前
|
机器学习/深度学习 搜索推荐 算法
python机器学习:推荐系统实现(以矩阵分解来协同过滤)
python机器学习:推荐系统实现(以矩阵分解来协同过滤)
|
5月前
|
机器学习/深度学习 JavaScript Python
GEE机器学习——混淆矩阵Classifier.confusionMatrix()和errorMatrix()和exlain()的用法(js和python代码)
GEE机器学习——混淆矩阵Classifier.confusionMatrix()和errorMatrix()和exlain()的用法(js和python代码)
156 0
|
5月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
【人工智能】<吴恩达-机器学习>批量梯度下降&矩阵和向量运算概述
【1月更文挑战第26天】【人工智能】<吴恩达-机器学习>批量梯度下降&矩阵和向量运算概述
|
12月前
|
机器学习/深度学习 监控 PyTorch
机器学习 - 混淆矩阵:技术与实战全方位解析
机器学习 - 混淆矩阵:技术与实战全方位解析
374 0
|
机器学习/深度学习
【吴恩达机器学习笔记】三、矩阵
【吴恩达机器学习笔记】三、矩阵
75 0
|
机器学习/深度学习 算法
【机器学习】分类模型评价指标(混淆矩阵、ROC)(已修改,放心看)
【机器学习】分类模型评价指标(混淆矩阵、ROC)(已修改,放心看)
181 0
|
机器学习/深度学习
机器学习中矩阵求导法则
矩阵求导的本质上就是矩阵中元素对元素的求导,只是将其按照矩阵的形式进行一些规范化的写法罢了
115 0
|
5月前
|
机器学习/深度学习 存储 搜索推荐
利用机器学习算法改善电商推荐系统的效率
电商行业日益竞争激烈,提升用户体验成为关键。本文将探讨如何利用机器学习算法优化电商推荐系统,通过分析用户行为数据和商品信息,实现个性化推荐,从而提高推荐效率和准确性。
210 14
下一篇
无影云桌面