吳恩達深度學習筆記(10)-更多的導數講解

更多的導數例子(More Derivative Examples)

吳恩達深度學習筆記(10)-更多的導數講解

在這篇筆記中將給出一個更加複雜的例子,在這個例子中,函數在不同點處的斜率是不一樣的,先來舉個例子:

吳恩達深度學習筆記(10)-更多的導數講解

我在這裡畫一個函數,f(a)=a^2,如果a=2 的話,那麼f(a)=4。

讓我們稍稍往右推進一點點,現在a=2.001 ,則f(a)≈4.004 (如果你用計算器算的話,這個準確的值應該為4.004001 我只是為了簡便起見,省略了後面的部分),

如果你在這兒點附近畫,一個小三角形你就會發現,如果把a往右移動0.001,那麼f(a)將增大四倍,即增大0.004。

在微積分中我們把這個三角形斜邊的斜率,稱為f(a)在點a=2 處的導數(即為4),

或者寫成微積分的形式,當a=2 的時候,

吳恩達深度學習筆記(10)-更多的導數講解

由此可知,函數f(a)=a^2,在a取不同值的時候,它的斜率是不同的,這和上個視頻中的例子是不同的。

這裡有種直觀的方法可以解釋,為什麼一個點的斜率,在不同位置會不同如果你在曲線上,的不同位置畫一些小小的三角形你就會發現,三角形高和寬的比值,在曲線上不同的地方,它們是不同的。

所以當a=2 時,斜率為4;

而當a=5時,斜率為10 。

如果你翻看微積分的課本,課本會告訴你,函數f(a)=a^2的斜率(即導數)為2a。

這意味著任意給定一點a,如果你稍微將a,增大0.001,那麼你會看到f(a)將增大2a,即增大的值為點在a處斜率或導數,乘以你向右移動的距離。

現在有個小細節需要注意,導數增大的值,不是剛好等於導數公式算出來的值,而只是根據導數算出來的一個估計值。

為了總結這堂課所學的知識,我們再來看看幾個例子:

吳恩達深度學習筆記(10)-更多的導數講解

假設f(a)=a^3 如果你翻看導數公式表,你會發現這個函數的導數,等於3a^2。

所以這是什麼意思呢,同樣地舉一個例子:

我們再次令a=2,所以a^3=8 ,如果我們又將a增大一點點,你會發現f(a)≈8.012, 你可以自己檢查一遍,如果我們取8.012,你會發現[2.001]^3 ,和8.012很接近,

事實上當a=2時,導數值為3×2^2,即3×4=12。

所以導數公式,表明如果你將a向右移動0.001時,f(a) 將會向右移動12倍,即0.012。

來看最後一個例子,假設f(a)=log_e a(就是log以自然數e為底,a的函數),有些可能會寫作lna,函數loga 的斜率應該為1/a(學過高中數學或者微積分的人應該不陌生)

所以我們可以解釋如下:

如果a取任何值,比如又取a=2,然後又把a向右邊移動0.001 那麼f(a)將增大1/a×0.001,如果你藉助計算器的話,你會發現當a=2時f(a)≈0.69315 ;

而a=2.001時,f(a)≈0.69365。所以f(a)增大了0.0005,

如果你查看導數公式,當a=2的時候,導數值d/da f(a)=1/2。

這表明如果你把 增大0.001,f(a)將只會增大0.001的二分之一,即0.0005。

如果你畫個小三角形你就會發現,如果x 軸增加了0.001,那麼y 軸上的函數loga,將增大0.001的一半 即0.0005。

所以 1/a ,當a=2時這裡是 ,就是當a=2時這條線的斜率。這些就是有關,導數的一些知識。

在這個筆記中,你只需要記住兩點:

第一點,導數就是斜率,而函數的斜率,在不同的點是不同的

在第一個例子中f(a)=3a ,這是一條直線,在任何點它的斜率都是相同的,均為3。

但是對於函數f(a)=a^2 ,或者f(a)=loga,它們的斜率是變化的,所以它們的導數或者斜率,在曲線上不同的點處是不同的。

第二點,如果你想知道一個函數的導數,你可參考你的微積分課本或者維基百科,然後你應該就能找到這些函數的導數公式。


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