一些数学公式

1. n 阶带拉格朗日余项的泰勒展开式

公式

\[ f(x) = \sum_{k=0}^{n} \frac{f^{(k)}(x_0)}{k!} (x-x_0)^k + \frac{f^{(n+1)}(\xi)}{(n+1)!} (x-x_0)^{n+1}, \quad \xi \in (x_0, x) \]

说明

  • 前半部分是 n 阶泰勒多项式
  • 后半部分是拉格朗日余项,表示截断误差

2. 欧拉公式

\[ e^{ix} = \cos x + i \sin x \]

说明

  • 连接复指数函数与三角函数
  • 是复数分析和信号处理的基础

3. 向量运算基础

内积(点积)

\[ \langle x, y \rangle = x_1 y_1 + x_2 y_2 + \cdots + x_n y_n \]

向量模长

\[ \|x\| = \sqrt{\langle x, x \rangle} \]

向量距离

\[ d(x, y) = \|x - y\| \]


4. 最小二乘法(Least Squares Method)

目标函数

\[ \frac{1}{2} \sum_{i=1}^n \left(h_\theta(x^{(i)}) - y^{(i)}\right)^2 = \delta \]

\[ \sum_{i=1}^n \left[h_\theta(x^{(i)}) - y^{(i)}\right]^2 = (X\theta - y)^T (X\theta - y) \]

求解公式

\[ h_\theta(x) = X \theta, \quad y = y \]

\[ (X\theta - y)^T (X\theta - y) = \delta \]

\[ 2 X^T (X\theta - y) = 0 \]

\[ X^T X \theta = X^T y \]

\[ \theta = (X^T X)^{-1} X^T y \]

参考资料