导数(Derivative)是微积分学中重要的基础概念.一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。

导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近.当函数f的自变量在一点x0上产生一个增量h时,函数输出值的增量与自变量增量h的比值在h趋于0时的极限存在,即为f在x0处的导数, 记作.y'、机器学习之数学基础一导数机器学习之数学基础一导数机器学习之数学基础一导数

几何意义:

表示函数曲线在点P0(x0,f(x0))处的切线的斜率(导数的几何意义是该函数曲线在这一点上的切线斜率)。

对于可导的函数机器学习之数学基础一导数机器学习之数学基础一导数也是一个函数,称作机器学习之数学基础一导数的导函数。寻找已知的函数在某点的导数或其导函数的过程称为求导。反之,已知导函数也可以倒过来求原来的函数,即不定积分。

设有定义域和取值都在实数域中的函数 机器学习之数学基础一导数。若 机器学习之数学基础一导数 在点机器学习之数学基础一导数的某个邻域内有定义,则当自变量机器学习之数学基础一导数 在 机器学习之数学基础一导数 处取得增量 机器学习之数学基础一导数(点机器学习之数学基础一导数 仍在该邻域内)时,相应地 机器学习之数学基础一导数 取得增量 机器学习之数学基础一导数;如果 机器学习之数学基础一导数 机器学习之数学基础一导数 之比当机器学习之数学基础一导数 时的极限存在,则称函数 机器学习之数学基础一导数 在点 机器学习之数学基础一导数 处可导,并称这个极限为函数 机器学习之数学基础一导数 在点 机器学习之数学基础一导数 处的导数,记为 机器学习之数学基础一导数:

即:机器学习之数学基础一导数

也可记作 机器学习之数学基础一导数、 机器学习之数学基础一导数、 机器学习之数学基础一导数或 机器学习之数学基础一导数

导数与微分

微分也是一种线性描述函数在一点附近变化的方式。微分和导数是两个不同的概念。但是,对一元函数来说,可微与可导是完全等价的。可微的函数,其微分等于导数乘以自变量的微分,换句话说,函数的微分与自变量的微分之商等于该函数的导数。因此,导数也叫做微商。函数机器学习之数学基础一导数的微分又可记作机器学习之数学基础一导数。 

基本函数的导数

机器学习之数学基础一导数

1、导数的四则运算:

机器学习之数学基础一导数

2、原函数与反函数导数关系(由三角函数导数推反三角函数的):

y=f(x)的反函数是x=g(y),则有y'=1/x'。

3、复合函数的导数:

复合函数对自变量的导数,等于已知函数对中间变量的导数,乘以中间变量对自变量的导数(称为链式法则)。

4、变限积分的求导法则:

 机器学习之数学基础一导数

(a(x),b(x)为子函数)

高阶导数:

一阶导数的导数称为二阶导数,二阶以上的导数可由归纳法逐阶定义。二阶和二阶以上的导数统称为高阶导数。

y = f(x)的导数 y = f'(x)仍是 x 的函数,通常把导函数y=f'(x) 的导数叫做函数的二阶导数,记作:f''(x),y"  即

机器学习之数学基础一导数
 
或者写成:

机器学习之数学基础一导数
 
类似地,二阶导数的导数叫做三阶导数,三阶导数的导数叫做四阶导数…… . 一般地,n-1阶导数的导数叫做 n 阶导数,即

机器学习之数学基础一导数

 

分别记作:

机器学习之数学基础一导数

 

或者写为:

机器学习之数学基础一导数

二阶及二阶以上的导数统称为高阶导数。

偏导数

如果有函数 机器学习之数学基础一导数 其自变量不是单个实数,而是多于一个元素,例如:机器学习之数学基础一导数

这时可以把其中一个元素(比如 机器学习之数学基础一导数 )看做参数,那么 机器学习之数学基础一导数 可以看做是关于另一个元素的参数函数:

机器学习之数学基础一导数

也就是说,对于某个确定的 机器学习之数学基础一导数,函数 机器学习之数学基础一导数 就是一个关于 机器学习之数学基础一导数 的函数。在 机器学习之数学基础一导数 固定的情况下,可以计算这个函数 机器学习之数学基础一导数 关于 机器学习之数学基础一导数 的导数。机器学习之数学基础一导数

这个表达式对于所有的 机器学习之数学基础一导数 都对。这种导数称为偏导数,一般记作:

机器学习之数学基础一导数

这里的符号 ∂ 是字母 机器学习之数学基础一导数 的圆体变体,一般读作 机器学习之数学基础一导数 的首音节或读“偏”,以便与机器学习之数学基础一导数 区别。

更一般地来说,一个多元函数 机器学习之数学基础一导数 在点 机器学习之数学基础一导数 处对 机器学习之数学基础一导数 的偏导数定义为:

机器学习之数学基础一导数

上面的极限中,除了 机器学习之数学基础一导数 外所有的自变元都是固定的,这就确定了一个一元函数:

机器学习之数学基础一导数

因此,按定义有:

机器学习之数学基础一导数

偏导数的实质仍然是一元函数的导数。

多变量函数的一个重要的例子,是从机器学习之数学基础一导数(例如 机器学习之数学基础一导数 或机器学习之数学基础一导数)映射到机器学习之数学基础一导数上的标量值函数 机器学习之数学基础一导数。在这种情况下,机器学习之数学基础一导数 关于每一个变量 机器学习之数学基础一导数 都有偏导数机器学习之数学基础一导数。在点 机器学习之数学基础一导数,这些偏导数定义了一个向量:

机器学习之数学基础一导数

这个向量称为 机器学习之数学基础一导数 在点 机器学习之数学基础一导数 的梯度.

如果 机器学习之数学基础一导数 在定义域中的每一个点都是可微的,那么梯度便是一个向量值函数机器学习之数学基础一导数,它把点 机器学习之数学基础一导数 映射到向量 机器学习之数学基础一导数。这样,梯度便决定了一个向量场

 

参考:

https://blog.csdn.net/richard9006/article/details/85037690

https://www.cnblogs.com/ms-uap/p/9957269.html

https://www.cnblogs.com/lingjiajun/p/9895753.html

https://www.jianshu.com/p/5eee8a30cbdb

 

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