美文网首页
线性回归模型原理与推导

线性回归模型原理与推导

作者: wenyilab | 来源:发表于2018-10-09 20:56 被阅读0次

什么是线性回归?

线性回归是在假设特征满足线性关系,根据给定的训练数据训练一个模型,并用此模型进行预测。其函数形式为:
f(x)=w_1x_1+w_2x_2+...+w_ix_i+b(1)
向量的表达形式为:
f(x) = w^T + b (2)

线性回归模型是如何进行训练?

首先我们已经确定好了线性回归模型的形式了,训练的时候提供给我们的是数据{(x_1,y_1),(x_2,y_2)\ldots(x_n,y_n)},为了能够去拟合提供的数据,模型需要去改变参数w,b的值,通过一定次数的迭代优化,最终找到了最优参数w^*,b^*使得y = w^*x+b^*,一次次的迭代优化的过程便是模型的训练。

模型是根据什么进行训练?

目标函数,模型训练的目的是要最小化损失函数或者最大化预测概率。线性回归模型一般是最小化损失函数,它所用的损失函数可能是平方误差,即:

wenyilab

如何使这个目标函数最小呢?

可以对这个函数进行求导,首先我们需要将模型公式代入目标函数中:

wenyilab
我们希望这个函数在 wenyilab
wenyilab
很明显,公式中的参数m,b,w都与i无关,简化时可以直接提出来。
令这两个偏导等于0,求解方程组,解得:
wenyilab
wenyilab
这样我们通过提供的数据求出 wenyilab

那么标签矩阵可以用mx1来表示:


wenyilab
为了构建线性模型,我们还需要1xn的参数矩阵:
wenyilab
(当然还需要有bias,为了推导方便没有加)

所以我们的线性模型为:


wenyilab
h(x)表示假设,即hypothesis。通过矩阵乘法,我们知道结果是一个n×1的矩阵。 跟前面推导单变量的线性回归模型时一样,列出目标函数:
wenyilab
这里的1/2并无太大意义,只是为了求导时能将参数正好消掉而加上。目标函数代表了误差,我们希望它尽可能地小,所以要对它求偏导并令偏导数为0,求解方程。
在求偏导之前先展开一下:
wenyilab
wenyilab
在求导之前,提供几个常见的矩阵求导公式: wenyilab
wenyilab
wenyilab

接下来开始对目标函数求关于参数的偏导:


wenyilab
wenyilab
最后简化为:
wenyilab

令偏导为0:


wenyilab
最后求出参数解:
wenyilab
好的,大功告成

相关文章

  • 线性模型—— 一元线性回归算法推导

    目录 一、线性模型原理 二、线性回归与最小二乘法 三、一元线性回归公式推导 四、总结 线性模型原理:给定d个属性x...

  • 线性回归模型原理与推导

    什么是线性回归? 线性回归是在假设特征满足线性关系,根据给定的训练数据训练一个模型,并用此模型进行预测。其函数形式...

  • [FM]从线性回归到FM模型

    一.线性回归 线性回归是万物之源,其基本思想贯穿了很多算法的推导中。 线性回归的模型是: ...

  • Day 3 -- 线性模型(上篇)

    第三章线性模型 本节文章主要讨论线性模型的回归,属于线性模型上篇,主要介绍线性模型的基本形式,线性模型的回归原理以...

  • learnfromzero_0

    一、线性回归 1 流程 线性回归:1 通过可视化寻找模型->2 表示和推导模型->表示方式使用矩阵,向量内积、点积...

  • 线性回归代码实现

    线性回归是比较常用的模型。本文会简单介绍线性回归的原理,以及如何用代码实现线性回归模型。 什么是线性回归 简单举一...

  • Logistic Regression

    Logistic Regression原理 逻辑回归模型本质上属于对数线性模型 下面对逻辑回归模型的原理进行介绍,...

  • ML01-线性回归

    本主题主要说明线性回归的理论基础与应用:线性回归的数学基础;线性回归的数学推导;线性回归的numpy,scipy,...

  • 十分钟掌握多项式回归:拟合非线性关系

    之前我们曾经学习了简单线性回归模型的推导、sklearn实战,并尝试从零搭建了一个简单线性回归的模型工具。 但是我...

  • 2 逻辑回归

    逻辑回归是线性回归的变形,看了很多机器学习书籍,吴恩达的课程对线性回归和逻辑回归的讲解非常清晰,原理性和推导都很好...

网友评论

      本文标题:线性回归模型原理与推导

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/ompyaftx.html