最早接觸最小二乘用於回歸方程引數求解,方法簡單,容易理解,應用廣泛。本文簡要推導一下最小二乘法的求解過程,原理不做詳解,只是求解過程推導,更詳細的可網上查閱,最後附參考文章。
1.最小二乘目標,求j(w)最小值: j(
w)=1
/2∑i
=1n(
wtxi
−yi)
2 其中,假設樣本有n個,d=
n1,權重向量w,特徵向量xi
,目標變數yi
(用於回歸,一般為實數)。
2.求最小值,對 w求導等於零,以下側重於如何求導,也是本文重點;
3.j(w)涉及求和,聯想到矩陣的跡,tr(a) = sum(ai
i ),設:a=
⎡⎣⎢⎢
⎢⎢⎢⎢
wtx1
−y1.
..wt
xi−y
i...
wtxn
−yn⎤
⎦⎥⎥⎥
⎥⎥⎥
則j(w) = 1/2tr(a2
),又令a = wt
x−y (拆開a),其中 x=
wt⎡⎣
⎢⎢⎢⎢
⎢x1.
..xi
...x
n⎤⎦⎥
⎥⎥⎥⎥
,y=⎡
⎣⎢⎢⎢
⎢⎢⎢y
1...
yi..
.yn⎤
⎦⎥⎥⎥
⎥⎥⎥
於是有,dj
(w)d
w=d1
2tr(
a2)d
w=d1
2tr(
(wtx
−y)2
)dw=
(wtx
−y)x
t 相當於復合函式求導,令導數等於零,wt
xxt=
yxt
最後,求得最小二乘的引數向量:wt
=yxt
(xxt
)−1
4.總結,主要的是由求和聯想到矩陣的跡,然後用到矩陣求導;
[2]
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