线性代数是数学中研究向量空间(也称为线性空间)以及线性映射的一个分支,是现代科学技术中基础的数学工具之一。尤其在机器学习领域,线性代数扮演着至关重要的角色。在本次分析的文档中,详细的介绍了线性代数在机器学习应用中的基本概念、符号表示、矩阵运算以及矩阵运算的高级主题。 文档从基本概念和符号表示讲起,介绍了矩阵和向量的基本表示方法,比如用\( A \in R^{m \times n} \)表示具有\( m \)行\( n \)列的矩阵,用\( x \in R^{n} \)表示具有\( n \)个元素的向量。这里,\( R \)代表实数集,向量被看作是列向量,若要表示行向量则需要转置,用\( x^{T} \)表示。此外,\( a_{ij} \)表示矩阵的第\( i \)行第\( j \)列的元素,\( a_{j} \)或者\( A_{:,j} \)表示矩阵的第\( j \)列。 矩阵乘法是线性代数中的核心内容,其可以理解为一种特殊的二元运算,它将两个矩阵结合成第三个矩阵,其规则严格,需要遵循特定的维度对应原则。矩阵乘法不仅在形式上可以表示为列向量和行向量的内积,还可以进一步细分为向量-向量乘法、矩阵-向量乘法和矩阵-矩阵乘法。向量-向量乘法实际上就是点乘,其结果是一个实数;矩阵-向量乘法则可以视为列向量的线性组合;而矩阵-矩阵乘法本质上是行和列对应元素间的内积运算。 文档接着介绍了线性代数中一些基本的操作和属性,如单位矩阵和对角矩阵,这两个概念在矩阵运算中起着非常重要的作用。单位矩阵,也称为恒等矩阵,是一种特殊的对角矩阵,其对角线上的元素均为1,其余位置的元素为0,它在矩阵乘法中起到的作用类似于数字乘法中的1。对角矩阵是指除了主对角线以外的其他元素都为0的矩阵,其简化了矩阵运算过程。 转置是一个非常重要的操作,它将矩阵的行变为列,列变为行。如果矩阵\( A \)的转置是\( A^{T} \),那么\( (A^{T})_{ij} = a_{ji} \)。对称矩阵是一种特殊的方阵,其满足\( A = A^{T} \)。矩阵的迹(trace)指的是方阵对角线元素之和,仅对方阵定义。矩阵的范数用来衡量矩阵的大小,常用的范数包括1-范数、2-范数和无穷范数等。线性无关和秩的概念用于描述向量集合的性质,通过最大线性无关组的大小来衡量整个向量空间的维度。逆矩阵是方阵的另一种重要属性,只有方阵才有逆,且不是所有方阵都有逆,只有当行列式不为0时,方阵才有逆。 正交矩阵是其转置等于其逆的矩阵,这保证了正交矩阵的列向量和行向量都构成标准正交基。矩阵的范围(range)和零空间(null space)分别描述了线性变换在行空间和核空间中的映射特性。 在矩阵运算的高级主题中,文档探讨了梯度、海森矩阵、最小二乘法、行列式的梯度和特征值优化等概念。梯度是多元函数导数的概念推广,可以用于寻找函数的极值。海森矩阵是多元函数二阶导数矩阵,常用于求解多元函数的极值问题。最小二乘法是一种数学优化技术,用来最小化一组数据点的误差平方和。行列式的梯度与行列式的优化有关,而特征值和特征向量对于理解矩阵的本质有着极为重要的意义。对称矩阵的特征值和特征向量有实数的特性,便于分析和计算。 文档提供了一个全面的线性代数知识框架,对于理解和应用线性代数在机器学习中的相关知识至关重要。这份资料对于机器学习的初学者来说是一份宝贵的资料,有助于建立坚实的理论基础。对于专业人士而言,也是一份重要的参考资料,能够帮助其巩固和扩展线性代数的知识。
2024-11-11 15:10:50 1.71MB cs229线代
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个人整理 斯坦福公开课 机器学习CS229课程 较全讲义、作业和matlab代码。
2022-11-06 11:10:19 41.93MB 机器学习 matlab代码 讲义
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吴恩达机器学习CS229讲义译文,里面收集整理了吴恩达教授的在线课程CS229的讲义译文和一些对应课时的笔记
2022-10-05 16:25:10 39.59MB 讲义 译文 笔记 吴恩达
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很好的ML入门资料-CS229课程,Stanford Universtiy Machine LearningCS229(含学习笔记和原始讲义),很不错,分享给大家
2022-08-28 16:49:26 14.27MB CS229 入门
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matlab代码循环运行预测电池寿命 注意:请与Richard Braatz教授联系,以访问与Nature Energy论文相关联的代码存储库(具有学术许可)。 该存储库与《自然能源》论文无关。 该存储库包含有关我们的电池寿命早期预测工作的代码。 功能是在MATLAB中生成的,而机器学习是在python中执行的。 请参阅参考资料,以获得该分析的最新版本。 我们的关键脚本和功能总结如下: MATLAB代码: featuregeneration.m :生成从电池数据集中提取的大量特征,并将其导出到csvs。 此功能以10为增量循环20至100。 Python代码: ElasticNet.py :使用scikit-learn中的ElasticNetCV模块来训练弹性网络模型。 该模块自动执行5倍交叉验证,以选择alpha和l-1比率超参数的最佳值。 对于每个使用的初始周期数(20到100,以10为步长),分别对超参数进行了优化。 保存经过训练的模型,以便将其用于测试。 RandomForest.py :使用scikit-learn中的RandomForestRegressor模块。 对于每个
2022-07-07 19:30:35 53.21MB 系统开源
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CS229 吴恩达机器学习 习题大作业答案 problem sets 04 PS04(输出结果语音,欢迎指教)ICA 鸡尾酒晚会语音分解的例子
2022-05-01 12:05:54 4.03MB 机器学习 人工智能 吴恩达 ICA
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吴恩达的CS229课程笔记,共12章节,包含word和pdf。比coursera上的《机器学习》课程更加详细~
2022-03-21 14:52:18 22.27MB CS229 机器学习 斯坦福 吴恩达
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stanford 吴恩达机器学习 cs229作业代码 ipynb格式 内含各个作业文件
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4.3 二次和线性函数的梯度和海森矩阵 现在我们来尝试确定几个简单函数的梯度和 Hessian 矩阵。应该注意的是,这里提供的所 有梯度都是 CS229 讲义中给出的梯度的特殊情况。 对任意 x ∈ Rn,令 f(x) = bT x ,其中 b ∈ Rn 是某个已知向量。 那么 所以 . 从这里我们可以很容易地看到∇xbT x = b。这应该与单变量计算中的类似情况进行比较,其 中∂/(∂x) ax = a 。 现在考虑二次函数 f(x) = xT Ax for A ∈ Sn。回忆一下 . 要求偏导数,我们将分开考虑 xk 和 x2k 项:
2021-12-17 12:30:47 1.71MB cs229线代
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入门深度学习,数学基础部分的线性代数看这篇就够了。
2021-11-16 10:26:09 233KB 线性代数 深度学习
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