线性回归的代价函数

本课程讲解了线性回归中代价函数的概念,即平方误差函数,用于找到最佳拟合直线。假设函数为hθ(x)=θ0+θ1x,目标是通过调整模型参数θ0和θ1使hθ(x)尽可能接近训练数据。代价函数J(θ0,θ1)定义为训练实例预测值与实际值之差的平方和的平均,旨在最小化误差。" 112152075,10545154,车载显示屏技术革新:TDDI助力汽车触控体验升级,"['车载触控', '物联网技术', 'TDDI技术', '汽车电子', '显示驱动器']

课时七 代价函数

Cost function: 找出最有可能的直线和数据拟合 ≈ 平方误差函数

Hypothesis:
hθ(x)=θ0+θ1xh_θ(x) = \theta_0 + \theta_1xhθ(x)=θ0+θ1x

θi称为模型参数\theta_i 称为模型参数θi

Idea:θ0,θ1以便hθ(x)接近训练实例(x,y)Idea: \theta_0, \theta_1以便 h_\theta(x) 接近训练实例(x,y)

### 线性回归中的代价函数线性回归中,代价函数用于衡量模型预测值与实际值之间的差异。对于单变量线性回归问题,假设 \( h_\theta(x) = \theta_0 + \theta_1x \)[^1] 是模型的预测函数,则其目标是最小化预测值与真实值之间的误差。 具体来说,常用的代价函数(也称为均方误差函数)定义为: \[ J(\theta_0, \theta_1) = \frac{1}{2m} \sum_{i=1}^{m} (h_\theta(x^{(i)}) - y^{(i)})^2 \] 其中: - \( m \) 表示训练样本的数量; - \( x^{(i)} \) 和 \( y^{(i)} \) 分别表示第 \( i \) 个样本的输入特征和对应的实际输出; - \( h_\theta(x^{(i)}) \) 表示模型基于当前参数 \( \theta_0 \) 和 \( \theta_1 \) 对第 \( i \) 个样本的预测值。 该公式的目标是找到合适的参数 \( \theta_0 \) 和 \( \theta_1 \),使得代价函数 \( J(\theta_0, \theta_1) \) 达到最小值[^3]。这通常通过优化算法(如梯度下降法)实现。 在某些情况下,为了简化计算过程,可能会固定某个参数(例如令 \( b = 0 \) 或者仅调整单一参数),从而将代价函数转化为更简单的形式[^4]。最终,当代价函数达到最小值时,所对应的模型被认为是最佳拟合模型[^5]。 ```python import numpy as np def compute_cost(X, y, theta): """ 计算线性回归代价函数 参数: X: 输入数据矩阵 (形状为 [m, n]) y: 实际输出向量 (形状为 [m, ]) theta: 当前模型参数 (形状为 [n+1, ]) 返回: cost: 代价函数值 """ m = len(y) predictions = X.dot(theta) errors = predictions - y cost = (1 / (2 * m)) * np.sum(errors ** 2) return cost ``` 上述代码展示了如何根据给定的数据集和模型参数计算代价函数的具体实现方法。 ####
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