勵志

勵志人生知識庫

梯度怎麼算

梯度的計算可以通過以下三種方法進行:

解析法:

對於函式 ( f(x,y,z) ),梯度 (
abla f ) 的計算公式為:
(
abla f = \frac{\partial f}{\partial x} \mathbf{i} + \frac{\partial f}{\partial y} \mathbf{j} + \frac{\partial f}{\partial z} \mathbf{k} )。

例如,對於函式 ( f(x,y,z) = (x+y)z ),其梯度為:
(
abla f = z \mathbf{i} + z \mathbf{j} + (x+y) \mathbf{k} )。

數值法:

通過改變自變數的值並觀察函式值的變化來估計梯度。

對於函式 ( f(x,y,z) ),梯度的估計值為:
(
abla f \approx \frac{f(x+\Delta x, y, z) - f(x-\Delta x, y, z)}{2\Delta x} \mathbf{i} + \frac{f(x, y+\Delta y, z) - f(x, y-\Delta y, z)}{2\Delta y} \mathbf{j} + \frac{f(x, y, z+\Delta z) - f(x, y, z-\Delta z)}{2\Delta z} \mathbf{k} )。

其中,( \Delta x )、( \Delta y ) 和 ( \Delta z ) 是自變數的微小變化。

反向傳播法

在機器學習和深度學習中,梯度通常通過反向傳播算法計算。

反向傳播法基於鏈式法則,通過計算損失函式對模型參數的偏導數來更新權重。

以上三種方法均可用於計算梯度,但適用於不同的場景和需求。解析法適用於可以直接求導的簡單函式;數值法適用於無法直接求導或求導複雜的函式;反向傳播法則主要用於機器學習和深度學習中的參數最佳化過程。