Python手写实现梯度下降算法(核心是求极值,必须是凸函数),使用matplotlib绘制过程图

机器学习-一元线性回归及其手写实现梯度下降 一、简介 线性回归是利用数理统计中回归分析,来确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。 回归分析中,只包括一个自变量和一个因变量,且二者的关系可用一条直线近似表示,这种回归分析称为一元线性回归分析。如果回归分析中包括两个或两个以上的自变量,且因变量和自变量之间是线性关系,则称为多元线性回归分析。这篇的主题是一元线性回归,下篇将讲到多元线性回归。 二、原理 损失函数:最... 阅读详情

1、什么是梯度下降:

梯度就是函数在一个点的斜率,梯度下降,就是在求函数极值的过程中,让斜率减小,从而找到极大值或极小值点,因为在几何坐标系里,极值点的斜率是零

# 梯度下降 == 导数值下降
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# f(x) = (x-10)**2, 目标函数
# f'(x) = 2*x - 20  梯度函数:一阶导数函数

# 梯度下降算法是一个方法,是帮助我们找极值点的方法cost # 凸函数
def targetFunc(x):
    return (x-10)**2
    pass

def gradientFunc(x):
    return 2*x - 20
    pass

listx = []

# 猜测的过程
def gradientCal(initX, targetFunc, gradientFunc, rating=0.1, tolent=0.000000001, times = 500000):
    '''
    :param initX: 猜测的点
    :param targetFunc: 目标函数
    :param gradientFunc: 梯度函数
    :param rating: 步进系数
    :param tolent: 收敛条件
    :return: 返回极值点x值
    '''
    result = targetFunc(initX)           # 计算出initX这个点的实际值
    gradientResult = gradientFunc(initX) # 计算出initX这个点的导数,也是斜率,梯度
    listx.append(initX)
    newX = initX - rating*gradientFunc(initX)
    newResult = targetFunc(newX)

    reResult = np.abs(result - newResult)
    t = 0
    while reResult > tolent and t < times:
        t += 1
        initX = newX
        result = newResult
        listx.append(initX)
        newX = newX - rating * gradientFunc(newX)
        newResult = targetFunc(newX)
        reResult = np.abs(result - newResult)
        pass
    return initX

    pass

if __name__ == "__main__":
    print(gradientCal(-10, targetFunc, gradientFunc))
    x = np.arange(-10, 10+1, 1)
    y = (x - 10)**2

    plt.plot(x, y)
    plt.grid(linestyle='--')
    plt.scatter(np.array(listx), (np.array(listx) - 10)**2 , s=20)
    plt.show()

    print(listx)
    pass

2、收敛过程如下图所示:

梯度下降 Gradient Descent 算法详解,从实例中学习用梯度优化算法求解线性回归模型中的参数 一、模型原理 Linear Rgegrssion基于最小二乘法的线性回归。是机器学习算法里面的基本算法,在sklearn.linear_model 的包里面。它能解决的问题是通过数据拟合,从而得到比较符合事物内部规律的数学表达式。也就是说寻找到数据与数据之间的规律所在。例如对于房价的预测。 二、线性回归的原理表示 我们先从最简单的函数看起,在只有一个变量的情况下,线性回归可以用方程:y = ax+b 表示。 Linear Regression模型会去不断的去调整下图直线的斜率和截距,使得残差平方和R 阅读详情

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猿说猿道
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