支持向量机(SVM)中拉格朗日函数对w求导

本文详细解析了拉格朗日函数中涉及的梯度求导过程,特别是针对权重向量w的求导步骤,并解释了实值函数相对于向量求导的基本原理。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

首先给出拉格朗日函数:

L(w,b,α)=12w2i=1Nαiyi(wxi+b)+i=1Nαi1L(w,b,α)=12∥w∥2−∑i=1Nαiyi(w⋅xi+b)+∑i=1Nαi(公式1)

然后对ww求偏导并令其等于0:

L(w,b,α)w=wL(w,b,α)=wi=1Nαiyixi=02

在这个式子中用到了标量函数对向量求导,也就是:

w(12w2)=w3∂∂w(12∥w∥2)=w(公式3)

那么这一步是怎么得到的呢?这就涉及到矩阵微分的知识。

实值函数相对于实向量的梯度

相对于n×1n×1向量xx的梯度算子记作x,定义为

x=def[x1,x2,,xn]T=x(4)∇x=def[∂∂x1,∂∂x2,⋅⋅⋅,∂∂xn]T=∂∂x(公式4)

因此,以n×1n×1向量xx为变元的实标量函数f(x)相对于xx的梯度为一个n×1的列向量,定义为

xf(x)=def[f(x)x1,f(x)x2,,f(x)xn]T=f(x)x(5)∇xf(x)=def[∂f(x)∂x1,∂f(x)∂x2,⋅⋅⋅,∂f(x)∂xn]T=∂f(x)∂x(公式5)

从梯度的定义可以看出:
1、一个以向量为变元的标量函数的梯度为一个向量。
2、梯度的每个分量给出了标量函数在该分量方向上的变化率。

类似地,实值函数f(x)f(x)相对于1×n1×n行向量xTxT的梯度为1×n1×n行向量,定义为

f(x)x=def[f(x)x1,f(x)x2,,f(x)xn]=xTf(x)(6)∂f(x)∂x=def[∂f(x)∂x1,∂f(x)∂x2,⋅⋅⋅,∂f(x)∂xn]=∇xTf(x)(公式6)

根据(公式5)的定义,可以来计算(公式3),设wwm×1的列向量

12w2=12wTw=12i=1mwi2(7)12∥w∥2=12wT⋅w=12∑i=1mwi2(公式7)

可求出梯度w(12w2)∂∂w(12∥w∥2)的第k个分量为

[w(12w2)]k=wk(12i=1mwi2)=12×2wk=wk(8)[∂∂w(12∥w∥2)]k=∂∂wk(12∑i=1mwi2)=12×2wk=wk(公式8)

于是

w(12w2)=w(9)∂∂w(12∥w∥2)=w(公式9)

类似地,在最小二乘法中也有这个求导,不过里面还用到了链式法则。在此就不赘述了。

评论 5
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值