机器学习之回归算法

1.一元线性回归

输入xi yi
预测值 f(xi) = wxi + b 使f(xi) 接近yi
(w, b) = argmin \sum_{i = 1}^n (f(xi) - yi)^2
注:基于均方误差最小化来进行模型求解成为最小二乘法**
上式也可以使用误差正态分布来推算出公式
那对上式分别对w b求导,导数为零极为极值点。此时就可以求出w,b
\alpha E/\alpha w = 2(w\sum_{i = 1}^n (xi)^2 - \sum_{i = 1}^n (yi - b)xi)
\alpha E/\alpha b = 2(mb - \sum_{i = 1}^n (yi - wxi))
令式都等于零,连立方程即可求出w, b

2.多元线性回归

基本原理和一元线性一致,

样本是由d个属性描述。即一元线性回归xi表示一个样本。而多元就是xi表示的是一个向量。

f(xi) = w^Txi + b
为了方便计算,将b放入w中 也就是w' = (w;b) 相应的xi扩充一个1的列
那可以得到:
w' = argmin(y - Xw)^T(y - Xw)
对w进行求导得到:
\alpha E / \alpha w = 2X^T(Xw - y)
X^TX满秩,则可以得到:
w = (X^TX)^{-1}(X^Ty)
如果不是满秩,因为变量和样例数往往不是相同的。通常引入正则化。

3.逻辑回归

逻辑回归其实可以理解为分类。
sigmod函数:
g(x) = 1 / (1 + e^{-z})

在这里插入图片描述

输入值映射到[-1, 1]
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分类任务:
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整合之后(而分类情况 y只有1和0两种情况):
在这里插入图片描述

也就是求取似然函数:
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由于惩罚求起来比较困难,转为对数似然成为加法:
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由于需要求最大值,故转换为梯度下降任务 J = -(1/m)*l
对该式子求导得到导数:
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参数更新:
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