我的人工智能之旅——微积分基础

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1.导数

从一元函数图像上看,某一点的导数,即曲线在该点的切线。

一个函数在某一点的导数,描述了这个函数在这一点附近的变化率。

当函数f(x)的自变量,在一点x上产生了一个增量h,若因变量的增量与自变量h的比值,在h趋于0时的极限如果存在,那该比值即为f(x)在点x处的导数。

这里要注意一下几点

(1)不是所有的函数都是可导的。

(2)可导的函数一定是连续的。

(3)不连续的函数一定不可导。

2.偏导数

3.凸凹函数

函数f(x)在某一区间上是连续的。若在该区间内的任意两点x_1x_2,其中x_1< x_2,使得

f(px_1+qx_2)\geq f(px_1)+f(qx_2)成立,

其中p+q=1,那么,我们称函数f(x)是该区域上的凸函数。

相反,若使得

f(\lambda x_1+(1-\lambda ))x_2)\leq f(\lambda x_1)+f((1-\lambda )x_2)成立,

那么,我们称函数f(x)是该区域上的凹函数。

例如,\lambda =\frac{1}{2}时,

连续函数f(x)称为凸函数的条件为:

f(\frac{x_1+x_2}{2})\geq\frac{f(x_1)+f(x_2)}{2}

即,由点f(x_1)与点f(x_2)连成的线段的中心点,位于点f(\frac{x_1+x_2}{2})的下方。

连续函数f(x)称为凹函数的条件为:

f(\frac{x_1+x_2}{2})\leq \frac{f(x_1)+f(x_2)}{2}

即,由点f(x_1)与点f(x_2)连成的线段的中心点,位于点f(\frac{x_1+x_2}{2})的上方。

若连续函数f(X)在某一区间内,即非凸函数,又非凹函数,那么连续函数f(x)在该区域会存在多个局部最小值(波谷),或多个局部最大值(波峰)。

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