线性回归算法原理

本文深入探讨线性回归算法,从一元到多元线性回归模型,介绍了预测函数的不同表达形式,包括标量展开式、标量求和式、向量内积式和矩阵乘法式。文章还详细阐述了损失函数,如0-1损失、绝对损失和平方损失,并讲解了经验风险的基本概念。最后,讨论了梯度下降法,解释了如何通过求导和负梯度方向更新模型参数,以最小化经验风险。

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我们来学习 线性回归的基本原理。

我们之前说到分类与回归的区别是预测的 y 值是否连续。由此可知,线性回归属于监督学习中的回归算法,用来预测连续的 y 值。下面我们先来看一下线性回归的预测函数~

预测函数

从一元到多元

我们在第 1 章学过的 f(x) = kx+b 是最简单的线性回归模型,模型的输入只有一个特征 x 。其中,斜率 k 在机器学习中的术语叫做特征 x 的权重(weight),截距 b 在机器学习中的术语叫做偏置(bias)。 取二者的英文缩写后,单特征的线性回归模型就可以写成 f(x) = wx+b。

只有一个输入特征的线性回归模型叫做一元线性回归模型,如上面提到的 f(x) = wx+b;有多个输入特征的线性回归模型叫做多元线性回归模型。那么,多元线性回归模型是什么样的呢?

先来看有两个输入特征 x1 和 x2 的线性回归模型:

线性回归
模型的预测输

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