损失的导数是与损失成正比的单个标量参数吗?

人工智能 机器学习 深度学习 数学 证明
2021-11-09 11:05:31

我想知道损失与损失的导数之间的相关性与单个标量参数,具有相同的样本。这意味着:考虑带有参数的机器学习模型θR,我想弄清楚两者之间的关系Loss(x)Loss(x)θi, 在哪里i{1,2,3,...,n}

直觉上,我想认为它们是正相关的,对吗?如果它是正确的,我如何用数学方式证明它?

1个回答

导数f(x)f(x) 在某种意义上实际上,f(x)是一个函数f,所以我们甚至可以说存在因果关系。

特定点的导数c域的,即f(c), 可以是负数也可以是正数。如果f(c)>0, 然后f(c)正在增加(相对于x)。如果f(c)<0, 然后f(c)减少(相对于增加x)。

从一个例子中可以很容易地看出这一点。考虑f(x)=x2, 然后f(x)=2x. c=2, 然后f(2)=4,所以函数是递增的。实际上,f(1)=2f(2)=4f(3)=9. 同样,让c=1, 然后f(1)=2,所以函数是递减的。实际上,f(2)=4f(1)=1f(0)=0(请注意,随着我们的增加,函数正在减少x!)。

考虑一个只有一个参数的模型,那么损失函数对该参数的偏导数对应于损失函数的导数。因此,上述推理适用于该模型。具有多个参数的模型呢?同样的事情也会发生。

如果函数减小,它的导数是否也会减小?一般来说,不会,这可以从函数及其导数的图中很容易看出。例如,考虑一个抛物线及其导数(它是一个线性函数)的图。

在此处输入图像描述

在 y 轴的左侧,抛物线在减小,但它的导数在增加,而在 y 轴的右侧,抛物线在增加,线性函数仍在增加。

这与 ML 模型的损失函数及其偏导数相同。