Читать книгу Алгоритм градиентного спуска. Объяснение основных концепций и принципов - - Страница 4
Вычисление градиента формулы AGI
Оглавление(подробное объяснение процесса вычисления градиента)
Объяснение правил дифференцирования и их применение к формуле AGI
Правила дифференцирования – это набор правил и формул, которые позволяют вычислять производные функций по их переменным. Они являются ключевым инструментом при использовании градиентного спуска и оптимизации функций.
В контексте формулы AGI, правила дифференцирования применяются для вычисления производных функций, которые входят в числитель и знаменатель формулы AGI.
Рассмотрим несколько правил дифференцирования, которые могут быть применены к функциям, описывающим числитель и знаменатель формулы AGI:
1. Правило дифференцирования для константы: Производная константы равна нулю.
Это правило гласит, что производная по переменной любой постоянной функции равна нулю. Формально, если есть функция f (x) = C, где C – константа, то производная f (x) по переменной x будет равна нулю:
df (x) /dx = 0
Это связано с тем, что производная определяет скорость изменения функции по переменной, и поскольку у константы нет зависимости от переменной, она не меняется и ее изменение равно нулю.
2. Правило дифференцирования для суммы: Производная суммы функций равна сумме их производных.
Правило дифференцирования для суммы гласит, что производная суммы двух функций равна сумме их производных. Если у нас есть две функции f (x) и g (x), то производная суммы f (x) + g (x) по переменной x будет равна сумме производных этих функций по переменной x:
d (f (x) + g (x)) /dx = df (x) /dx + dg (x) /dx
Это связано с тем, что производная определяет скорость изменения функции по переменной, и правило позволяет раздельно учитывать влияние каждой функции на это изменение.
3. Правило дифференцирования для произведения: Производная произведения двух функций равна произведению одной функции на производную другой функции, плюс произведение другой функции на производную первой функции.
Это правило называется правилом дифференцирования для произведения. Если у нас есть две функции f (x) и g (x), то производная их произведения f (x) * g (x) по переменной x равна произведению первой функции (f (x)) на производную второй функции (dg (x) /dx), плюс произведение второй функции (g (x)) на производную первой функции (df (x) /dx):
d (f (x) * g (x)) /dx = f (x) * dg (x) /dx + g (x) * df (x) /dx
Это правило позволяет вычислять производные в сложных функциях, которые представлены в виде произведения нескольких функций.
4. Правило дифференцирования для сложной функции (правило цепочки): Производная сложной функции равна произведению производной внешней функции и производной внутренней функции.
Правило называется правилом дифференцирования для сложной функции, или правилом цепочки. Если у нас есть две функции f (g (x)) и g (x), то производная сложной функции f (g (x)) по переменной x равна произведению производной внешней функции f (g (x)) по внутренней переменной g (x) и производной внутренней функции g (x) по переменной x:
d (f (g (x))) /dx = df (g (x)) /dg (x) * dg (x) /dx
Это правило позволяет вычислять производные в функциях, составленных из композиции других функций. Используя правило цепочки, мы можем раздельно учитывать влияние каждой функции на общий результат и получить правильное значение производной сложной функции.
С использованием этих правил дифференцирования мы можем вычислить производные функций fc, fz, fy и ff, которые входят в числитель и знаменатель формулы AGI. Затем, вычисляя эти производные и заполняя их значения в формуле AGI, мы можем получить значение градиента для оптимизации функции AGI с использованием алгоритма градиентного спуска.
Подробные расчеты градиента по отношению к каждому параметру (fc, fz, fy и ff)
Для проведения подробных расчетов градиента по отношению к каждому параметру в формуле AGI (fc, fz, fy и ff), необходимо применить правила дифференцирования для каждой функции в числителе и знаменателе.
Рассмотрим каждый параметр по отдельности и проведем расчеты:
1. Параметр fc:
Для функции fc (AI, BC), где AI представляет модуль искусственного интеллекта, а BC – базу знаний, мы можем использовать правило цепочки для расчета производной по отношению к параметру AI и BC.
dfc/dAI = (dfc/dAI) * (dAI/dAI) + (dfc/dBC) * (dBC/dAI)
Определяя конкретную формулу для функции fc и ее взаимодействия с модулем и базой знаний, мы можем продолжить расчеты и вычислить производные отдельно по параметрам AI и BC.
Для расчета производной параметра fc по переменной AI, мы используем правило цепочки:
dfc/dAI = (dfc/dAI) * (dAI/dAI) + (dfc/dBC) * (dBC/dAI)
Здесь, (dfc/dAI) и (dfc/dBC) представляют производные функции fc по переменным AI и BC соответственно, а (dAI/dAI) и (dBC/dAI) – производные переменных AI и BC по себе самим, которые равны единице.
Производная параметра fc по переменной AI будет равна:
dfc/dAI = (dfc/dAI) + (dfc/dBC) * (dBC/dAI)
Аналогичным образом, вы можете рассчитать производную параметра fc по переменной BC, заменив (dAI/dAI) на единицу и (dBC/dAI) на dBC/dBC.
Конкретные формулы и значения производных зависят от функции fc и ее взаимодействия с модулем и базой знаний. Для полного расчета градиента по параметрам fc, fz, fy и ff в формуле AGI, необходимо провести подобные расчеты для каждого параметра, используя соответствующие правила дифференцирования и учет взаимодействий между модулями и компонентами в формуле AGI.
2. Параметр fz:
Для функции fz (AI, DE), где AI представляет модуль искусственного интеллекта, а DE – модуль развития знаний, мы также можем применить правило цепочки для расчета производной по отношению к параметру AI и DE.
dfz/dAI = (dfz/dAI) * (dAI/dAI) + (dfz/dDE) * (dDE/dAI)
Аналогично, определяя функцию fz и ее взаимодействие с модулем и модулем развития знаний, мы можем продолжить расчеты и вычислить производные по параметрам AI и DE.
Для расчета производной параметра fz по переменной AI, мы используем правило цепочки:
dfz/dAI = (dfz/dAI) * (dAI/dAI) + (dfz/dDE) * (dDE/dAI)
Здесь, (dfz/dAI) и (dfz/dDE) представляют производные функции fz по переменным AI и DE соответственно, а (dAI/dAI) и (dDE/dAI) – производные переменных AI и DE по себе самим, которые равны единице.
Производная параметра fz по переменной AI будет равна:
dfz/dAI = (dfz/dAI) + (dfz/dDE) * (dDE/dAI)
Аналогичным образом, вы можете рассчитать производную параметра fz по переменной DE, заменив (dAI/dAI) на единицу и (dDE/dAI) на dDE/dDE.
Конкретные формулы и значения производных зависят от функции fz и ее взаимодействия с модулем и модулем развития знаний. Для полного расчета градиента по параметрам fc, fz, fy и ff в формуле AGI, необходимо провести подобные расчеты для каждого параметра, используя соответствующие правила дифференцирования и учет взаимодействий между модулями и компонентами в формуле AGI.
