Week1單變數線性回歸

2021-10-09 02:52:56 字數 2593 閱讀 9505

以之前的房屋交易問題為例,我們根據之前的資料**出乙個準確的輸出值,從而得到乙個房子能賣多少錢。

這就是乙個監督學習演算法的工作方式,我們可以看到這裡有我們的訓練集裡房屋** 我們把它餵給我們的學習演算法,學習演算法的工作了,然後輸出乙個函式,通常表示為小寫 h 表示。h 代表hypothesis(假設),h表示乙個函式,輸入是房屋尺寸大小,就像你朋友想**的房屋,因此 h 根據輸入的 x值來得出 y 值,y 值對應房子的** 因此,h 是乙個從x 到 y 的函式對映。

其中,假設函式h為:

h θ(

x)=θ

0+θ1

xh_\left( x \right) =\theta _0+\theta _1x

hθ​(x)

=θ0​

+θ1​

x由於僅有x乙個輸入變數,因此叫作單變數線性回歸。

對於回歸問題,代價函式(cost function)通常選擇平方誤差函式:

j (θ

0,θ1

)=12

m∑i=

1m(h

θ(x(

i))−

y(i)

)2j\left( \theta _0,\theta _1 \right) =\frac\sum_^m\textx^i\text}\text-y^i\text} \right) ^2}

j(θ0​,

θ1​)

=2m1

​i=1

∑m​(

hθ​(

x(i)

)−y(

i))2

其中m為樣本個數。

我們要做的便是找到一組引數(θ0

​,θ1

​)\left( \theta _0​,\theta _1​ \right)

(θ0​​,

θ1​​

),使得損失函式最小。

我們將使用梯度下降演算法來求出代價函式j(θ

0,θ1

)j\left( \theta _0,\theta _1 \right)

j(θ0​,

θ1​)

的最小值。

步驟:a. 初始化(θ0

​,θ1

​)\left( \theta _0​,\theta _1​ \right)

(θ0​​,

θ1​​

)為[0,0]的轉置

b. 更新公式:

θ j:

=θj−

α∂∂θ

jj(θ

)\theta _j:=\theta _j-\alpha \fracj\left( \theta \right)

θj​:=θ

j​−α

∂θj​

∂​j(

θ)在單變數線性回歸問題當中:

梯度的求解公式:∂∂θ

jj(θ

0,θ1

)=∂∂

θj12

m∑i=

1m(h

θ(x(

i))−

y(i)

)2\fracj\text\theta _0,\theta _1\text=\frac\frac\sum_^m\textx^i\text}\text-y^i\text} \right)}^2

∂θj​∂​

j(θ0

​,θ1

​)=∂

θj​∂

​2m1

​i=1

∑m​(

hθ​(

x(i)

)−y(

i))2

具體的更新步驟:

θ 0:

=θ0−

a1/m

∑(i=

1)m(

hθ(x

((i)

))−y

((i)

))\theta _0:=\theta _0-a1/m∑_^\left( h_\left( x^ \right) -y^ \right)

θ0​:=θ

0​−a

1/m∑

(i=1

)m​(

hθ​(

x((i

)))−

y((i

)))θ1:

=θ1−

a1m∑

i=1m

((hθ

(x(i

))−y

(i))

⋅x(i

))\theta _1:=\theta _1-a\frac\sum_^m\textx^i\text}\text-y^i\text} \right) \cdot x^i\text} \right)}

θ1​:=θ

1​−a

m1​∑

i=1m

​((h

θ​(x

(i))

−y(i

))⋅x

(i))

其中,α為學習率,一般我們會設定迭代次數,如1000次,如此可得迭代1000次所得的引數。

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