calculus

التدرّج

تدرّج دالة متعدّدة المتغيّرات f(x,y,...) هو متّجه المشتقّات الجزئية. يشير إلى اتجاه أشدّ تزايد، وهو أساس خوارزمية الانحدار التدرّجي.

تدرّج الدالة f(x1,,xn)f(x_1, \ldots, x_n) هو متّجه جميع المشتقّات الجزئية: f=(f/x1,,f/xn)\nabla f = (\partial f/\partial x_1, \ldots, \partial f/\partial x_n).

التفسير الهندسي: عند أي نقطة، يشير f\nabla f إلى اتجاه أشدّ تزايد، ومقداره يساوي معدّل التغيّر في ذلك الاتجاه.

لإيجاد القيم العظمى/الصغرى المحلّية، نضع f=0\nabla f = \vec{0} ونتحقّق من شروط الرتبة الثانية. وللتصغير (مثل دالة الخسارة في تعلّم الآلة)، نسير في اتجاه f-\nabla f — وهذا هو الانحدار التدرّجي، العمود الفقري لتعلّم الآلة الحديث. وكل تنويعاته (الزخم، Adam، RMSprop) مبنيّة على هذه الفكرة.

التدرّج عمودي على منحنيات المستوى للدالة. المشتقّة الاتجاهية في الاتجاه u\vec{u} (متّجه واحدي) هي fu\nabla f \cdot \vec{u}.