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[转载]牛顿方法

Posted on 2018-03-18 22:25  西瓜K菠萝  阅读(205)  评论(0编辑  收藏  举报
http://blog.csdn.net/v1_vivian/article/details/52038037
 
牛顿方法也是对解空间进行搜索。
 
基本思想:对于函数f(x),如果我们要找到使得函数值为0的x值时,做法如下:
 
 
1、随机选一个点(θ0),然后求出该点的切线,即导数。
2、延长它使之与x轴相交,以相交时的x的值(θ1)。
3、重复1、2直到f(x)==0
 
我们可以得知:其中θ的更新规则为:
对于机器学习问题,我们优化的目标函数为极大似然估计函数,当极大似然估计函数取得最大时,其导数为0。
所以,我们可以使得,由此可得:
 
上面是当参数θ为实数时的情况,当参数为向量时,更新规则为:(其中,H是一个n*n的矩阵,n为参数向量的长度,即特征数,H是函数的二阶导数矩阵,被称为Hessian矩阵,此时,用一个表示一阶导数的向量乘上一个表示二阶导数的矩阵的逆,来表达上式中的一阶导数除以二阶导数)
 
          
 
H矩阵中元素Hij计算公式如下:


牛顿方法的优点:
牛顿方法与梯度下降方法功能一样,都是在寻到解空间,但相比较而言,牛顿方法的优点是收敛速度快,通常只要经过十几次迭代就可以达到收敛。牛顿方法也被称为二次收敛,因为当迭代到距离收敛值比较近的时候,每次迭代都能使误差变为原来的平方。
 
牛顿方法的缺点:
牛顿方法的缺点是当参数向量较大时,每次迭代都需要计算一次Hessian矩阵的逆,比较耗时。