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正規方程求解特徵引數的推導過程

多變數線性迴歸代價函式為:

其中:

正規方程是通過求解下面的方程來找出使得代價函式最小的引數:

設有m個訓練例項,每個例項有n個特徵,則訓練例項集為:

這裡寫圖片描述
其中這裡寫圖片描述表示第i個例項第j個特徵。

特徵引數為:

這裡寫圖片描述

輸出變數為:

這裡寫圖片描述

故代價函式為:

這裡寫圖片描述

進行求導,等價於如下的形式:

這裡寫圖片描述

  • 其中第一項:

這裡寫圖片描述

  • 第二項:

這裡寫圖片描述
該矩陣求導為分母佈局下的標量/向量形式:
故有,
這裡寫圖片描述

  • 第三項:

這裡寫圖片描述
該矩陣求導為分母佈局下的標量/向量形式:
故有:
這裡寫圖片描述

  • 第四項:

這裡寫圖片描述
其中這裡寫圖片描述

為標量,可看成一個常數。
該矩陣求導為分母佈局下的標量/向量形式:
故有:
這裡寫圖片描述

綜上,正規方程為:

這裡寫圖片描述

最終可得特徵引數的表示:

這裡寫圖片描述