现代机器学习研究进展 第一部分 数学与概率工具箱 第二章 随机过程与随机微分方程(SDE)基础

(Itô / Stratonovich、Fokker–Planck 与密度演化)

目标:为高级人工智能开发者提供严谨且可操作的随机过程与 SDE 基础。包含随机积分的构造、Itô 与 Stratonovich 微积分的推导与互换公式、SDE 的存在唯一性与解析解示例、由 SDE 导出的 Fokker–Planck(前向 Kolmogorov)方程与概率流 ODE 的关系、常用数值解法(Euler–Maruyama、Milstein、隐式法)及其收敛/稳定性评价。每一节都给出详细数学推导、工程提示与练习。

1 随机过程与布朗运动

1.1 随机过程的定义

1.2 标准布朗运动(Wiener 过程) WtW_tWt​


2 Itô 积分的构造与性质

微分方程在机器学习中的工程落地:Neural ODE、PINN与SDE实战指南 微分方程正从数学理论演变为机器学习的核心建模范式,本质是将静态函数拟合升级为动态动力学建模。其原理在于用dy/dt = f(y,t)刻画状态演化规律,赋予模型因果推断与物理一致性能力;技术价值体现在内存效率(Neural ODE伴随之法)、泛化鲁棒性(PINN物理约束)和生成多样性(SDE随机采样)三重突破;典型应用场景覆盖时间序列预测、物理仿真反演与扩散模型生成;本文聚焦工程可落地的三大路径——Neural ODE的稳定性调优、PINN的残差采样策略、SDE的离散化妥协艺术,直击求解器兼容性、梯度病态、步 阅读详情

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