python求導
① 幫我發一張函數的求導公式和特殊函數的求導公式,謝謝!
就業市場上,機器學習工程師總是受到質疑,人們不相信他們數學功底深厚。事實上,所有機器學習演算法的本質都是數學問題,無論是支持向量機、主成分分析還是神經網路最終都歸結為對偶優化、譜分解篩選和連續非線性函數組合等數學問題。只有徹底理解數學,才能正真掌握這些機器學習演算法。
python中的各種資料庫能幫助人們利用高級演算法來完成一些簡單步驟。例如包含了K近鄰演算法、K均值、決策樹等演算法的機器學習演算法庫Scikit-learn,或者Keras,都可以幫助人們構建神經網路架構,而不必了解卷積神經網路CNNs或是循環神經網路RNNs背後的細節。
然而,想要成為一名優秀的機器學習工程師需要的遠不止這些。在面試時,面試官通常會問及如何從零開始實現K近鄰演算法、決策樹,又或者如何導出線性回歸、softmax反向傳播方程的矩陣閉式解等問題。
回顧一些微積分的基本概念助你准備面試,如一元和多元函數的導數、梯度、雅可比矩陣和黑塞矩陣。同時,本文還能為你深入研究機器學習、尤其是神經網路背後的數學運算打下良好的基礎。這些概念將通過5個導數公式來展示,絕對是面試必備干貨。
導數1:復合指數函數
指數函數非常基礎常見,而且非常有用。它是一個標准正函數。在實數ℝ中eˣ > 0,同時指數函數還有一個重要的性質,即e⁰ = 1。
另外,指數函數與對數函數互為反函數。指數函數也是最容易求導的函數之一,因為指數函數的導數就是其本身,即(eˣ)』 = eˣ。當指數與另一個函數組合形成一個復合函數時,復合函數的導數就變得更為復雜了。在這種情況下,應遵循鏈式法則來求導,f(g(x))的導數等於f』(g(x))⋅g』(x),即:
運用鏈式法則可以計算出f(x)= eˣ²的導數。先求g(x)=x²的導數:g(x)』=2x。而指數函數的導數為其本身:(eˣ)』=eˣ。將這兩個導數相乘,就可以得到復合函數f(x)= eˣ²的導數:
這是個非常簡單的例子,乍一看可能無關緊要,但它經常在面試開始前被面試官用來試探面試者的能力。如果你已經很久沒有溫習過導數了,那麼很難確保自己能夠迅速應對這些簡單問題。雖然它不一定會讓你得到這份工作,但如果你連這么一個基本問題都回答不上,那你肯定會失去這份工作。
導數2:底數為變數的復變指數
復變指數函數是一個經典面試問題,尤其是在計量金融領域,它比科技公司招聘機器學習職位更為看重數學技能。復變指數函數迫使面試者走出舒適區。但實際上,這個問題最難的部分是如何找准正確的方向。
當函數逼近一個指數函數時,首先最重要的是要意識到指數函數與對數函數互為反函數,其次,每個指數函數都可以轉化為自然指數函數的形式:
在對復變指數函數f(x) = xˣ求導前,要先用一個簡單的指數函數f(x) = 2ˣ來證明復變函數的一種性質。先用上述方程將2ˣ 轉化為exp(xln(2)),再用鏈式法則求導。
現在回到原來的函數f(x)=xˣ,只要把它轉化為f(x)=exp(x ln x),求導就變得相對簡單,可能唯一困難的部分是鏈式法則求導這一步。
注意這里是用乘積法則(uv)』=u』v+uv』來求指數xln(x)的導數。
通常情況下,面試官提問這個函數時不會告訴你函數定義域。如果面試官沒有給定函數定義域,他可能是想測試一下你的數學敏銳度。這便是這個問題具有欺騙性的地方。沒有限定定義域,xˣ既可以為正也可以為負。當x為負時,如(-0.9)^(-0.9),結果為復數-1.05–0.34i。
② 如何使用Python求導
推薦使用sympy函數庫
這個是符號計算庫
裡面有求導函數,印象里是diff函數
③ 如何使用Python求導
符號計算:
fromsympyimport*
x=Symbol("x")
diff(1/(1+x**2),x)
④ python 如何對離散點求導 差分法的命令是什麼
自己寫一個核函數吧,計算量應該也不大。
我正好也有這個需求。不過我的需求只要求知道正負號就行,決定自己寫一個了。
⑤ 如何用python求導數
打開python運行環境。
導入微分的模塊包:from sympy import *。
定義符號變數:x = symbols('x')
定義一個函數:f = x**9
diff = diff(f,x)求導
最後輸入diff,即可顯示其變數值了。
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⑥ python求導用哪個庫
使用sympy.diff求導
fromsympyimport*init_printing(use_unicode=True)x=symbols("x")f=log(x)
一階導數
diff(f,x)
二階導數可以傳入第三個參數,表示階數
diff(f,x,2)
希望可以幫助到你。
⑦ Python如何通過函數導數值求出原函數如f(1)一階導為2,f(2)一階導為4,求原函數表達式
你需要知道在任意點多的一階導數
也就是已知f'(n)=g(n)
那麼f(n)=∫g(n)dn
計算這個積分就可以了
⑧ 這個怎麼求導
根據鏈式法則,區間[a(x),b(x)]上的定積分∫f(t)dt的求導,為f[b(x)]b'(x)-f[a(x)]a'(x)所以,原式的導數為sin(sin²x)cosx
⑨ 用PYTHON求導怎麼求
符號計算:
from sympy import *
x=Symbol("x")
diff(1/(1+x**2),x)
⑩ pytorch和python的區別是什麼
PyTorch是一個開源的Python機器學習庫,基於Torch,用於自然語言處理等應用程序。
2017年1月,由Facebook人工智慧研究院(FAIR)基於Torch推出了PyTorch。它是一個基於Python的可續計算包,提供兩個高級功能:1、具有強大的GPU加速的張量計算(如NumPy)。2、包含自動求導系統的深度神經網路。
PyTorch 是一個基於 Python 的科學計算包,主要定位兩類人群:
NumPy 的替代品,可以利用 GPU 的性能進行計算。
深度學習研究平台擁有足夠的靈活性和速度
要介紹PyTorch之前,不得不說一下Torch。Torch是一個有大量機器學習演算法支持的科學計算框架,是一個與Numpy類似的張量(Tensor) 操作庫,其特點是特別靈活,但因其採用了小眾的編程語言是Lua,所以流行度不高,這也就有了PyTorch的出現。所以其實Torch是 PyTorch的前身,它們的底層語言相同,只是使用了不同的上層包裝語言。
python就是一門編程語言