线性回归2021-09-04
一元线性回归
模型定义
模型定义如下所示:
根据最小二乘法,模型的损失函数为:
其中,为真实值,为预测值,为样本个数 模型优化目标:找到合适的,使得的值最小
损失函数凹凸性证明
证明损失函数是关于和的凸函数。
求
所以,
求
所以,
求
所 以,
求
又因为:
所以:
因此,损失函数是关于和的凸函数,问题得证。
参数求解
求偏置b
对损失函数关于求一阶偏导数:
令一阶偏导数等于0解出:
求参数w
令一阶偏导数等于0解出:
将带入得:
因为:
所以:
记下来,对进行向量化处理。
将带入分母可得:
由于:
由于 带入可得:
定义向量:
那么:
多元线性回归
模型定义
多元线性回归模型定义如下:
其中,, 令矩阵为:
损失函数为:
损失函数凹凸性判断
损失函数对变量求一阶偏导:
损失函数对变量求二阶偏导(Hessian矩阵):
说明:该Hessian矩阵无法保证为正定矩阵,但是,此处直接假设该矩阵为正定矩阵,否则无法继续推导。
求
一阶偏导数为:
在Hessian矩阵为正定矩阵的假设下,令一阶偏导数为0,可得: