最小二乘法

最小二乘法是求解最优化问题的重要方法,尤其在机器学习中的线性回归。通过使残差平方和最小化确定最佳拟合线,避免了残差和的抵消问题和绝对值计算的复杂性。它利用偏导数求解损失函数的极值,找到最优参数,以实现最佳拟合效果。

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       为什么要了解最小二乘法?因为在机器学习中,求解最优化问题是很重要的数学部分,而最小二乘法又是求解最优化问题中非常有名和有效的方法之一。相信即使来自于不同的学科,但是只要属于理工科专业的同学,很多人都学习过回归,而学习回归的过程中应该听说过最小二乘法。不过,我也相信,大部分非数学,统计专业的同学对最小二乘法的数学原理可能并不熟悉(比如我)。

       在具体介绍最小二乘法之前,我们需要一个先导知识:导数和偏导数。不过我假定导数的基本知识大部分同学是具有的。。。(要是没有,查一下资料也蛮简单的),所以只补充一下偏导数的知识(好吧,主要是我不会。。。)。

偏导数

       我们以一个例子来了解偏导数。首先,举一个一元二次函数Y=ax2+b为例。大部分同学应该都知道对于这个函数来说y对x求导,dx/dy得到的是这条曲线的斜率,函数的极值点处dx/dy为0。但是如果我们的函数是二元函数,该如何求导数呢。对于给定函数

         f = x2 + xy + y2

        我们可以绘制出它的函数图像。

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