机器学习笔记 | multivariate linear regression(多元线性回归)

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1、多特性(Multiple Features)

线性回归与多个变量也称为“多元线性回归(multivariate linear regression)”。

多元变量下的假设形式:

使用矩阵乘法的定义,我们的多变量假设函数可以简明地表示为:

### 关于机器学习中的多元线性回归 #### 多元线性回归概述 多元线性回归是一种扩展了简单线性回归的方法,旨在利用多个自变量(特征)来预测因变量的结果。该方法试图找到一个最佳拟合的数据点分布的超平面,使得预测误差最小化[^3]。 #### 向量化与特征放缩的重要性 为了提高计算效率以及确保不同尺度上的特征能够公平竞争,在构建多元线性回归模型之前通常会对输入数据执行向量化操作,并对各个特征应用标准化或归一化处理。这一步骤对于保证梯度下降算法的有效性和加快收敛速度至关重要[^1]。 #### 学习率的选择及其影响 选择合适的学习率是成功实施基于梯度下降法求解参数估计的关键因素之一。过高的学习率可能导致迭代过程发散;而过低则会使训练时间变得异常漫长。因此,合理调整这一参数有助于获得更优性能的表现。 #### Python实现多元线性回归 下面展示了一个简单的Python代码片段,展示了如何使用`numpy`库手动编写多元线性回归函数: ```python import numpy as np def multivariate_linear_regression(X, y, learning_rate=0.01, iterations=1000): m = len(y) X_b = np.c_[np.ones((m, 1)), X] # add x0 = 1 to each instance theta = np.random.randn(X.shape[1]+1, 1) for iteration in range(iterations): gradients = (2/m)*X_b.T.dot(X_b.dot(theta)-y.reshape(-1, 1)) theta -= learning_rate * gradients return theta.flatten() ``` 此外,还可以借助成熟的第三方库如`scikit-learn`快速搭建起高效的多元线性回归模型,并且可以方便地调用内置工具来进行交叉验证、网格搜索等高级功能以优化最终效果。
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