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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)=k=0nf(k)(x0)k!(xx0)k+f(n+1)(ξ)(n+1)!(xx0)n+1,ξ(x0,x)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

eix=cosx+isinxe^{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)

x,y=x1y1+x2y2++xnyn\langle x, y \rangle = x_1 y_1 + x_2 y_2 + \cdots + x_n y_n

向量模长

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

向量距离

d(x,y)=xyd(x, y) = \|x - y\|


4. 最小二乘法(Least Squares Method)

目标函数

12i=1n(hθ(x(i))y(i))2=δ\frac{1}{2} \sum_{i=1}^n \left(h_\theta(x^{(i)}) - y^{(i)}\right)^2 = \delta

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

求解公式

hθ(x)=Xθ,y=yh_\theta(x) = X \theta, \quad y = y

(Xθy)T(Xθy)=δ(X\theta - y)^T (X\theta - y) = \delta

2XT(Xθy)=02 X^T (X\theta - y) = 0

XTXθ=XTyX^T X \theta = X^T y

θ=(XTX)1XTy\theta = (X^T X)^{-1} X^T y

参考资料