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  • AI 高等数学、概率论基础

    一、概论

      基础引入:

        

      原理一:【两边夹定理】

        

      原理二:【极限】

            

        X为角度x对应的圆弧的点长;

      原理三【单调性】:

        

      引入:

          

    二、导数

         

      常见函数的导数:

        

    四、应用:

        

      求解:

        

      泰勒展式和麦克劳林展式:

        

      泰勒展式在x0 = 0处展开得到麦克劳林展式

      Taylor公式的应用1:

        

      变种:

        

      Taylor公式应用2:

        

      方向导数:

       

      梯度:

        

      函数的凸凹性:

        

      函数凸凹性判定:

        

      

      凸函数性质的应用:

        

        

    五、概率论

      

      概率为0例子: 把一枚针投在一个平面上,则概率为0(一个点 之于 一个面)

      古典概型:

        

        思路:

          

          

      古典概型变种问题:

        生日悖论:

        

        

      古典概型总结:

        

      几何概型:

       

        

      条件概率:

        

      条件概率: 在已知B发送的条件下,A发生的概率

          

      全概率:

        

        全概率公式的意义在于: 当直接计算P(A)比较困难,而P(Bi),P(A|Bi)  (i=1,2,...)的计算较为简单时,可以利用全概率公式计算P(A)。思想就是,将事件A分解成几个小事件,通过求小事件的概率,然后相加从而求得事件A的概率,而将事件A进行分割的时候,不是直接对A进行分割,而是先找到样本空间Ω的一个个划分B1,B2,...Bn,这样事件A就被事件AB1,AB2,...ABn分解成了n部分,即A=AB1+AB2+...+ABn, 每一Bi发生都可能导致A发生相应的概率是P(A|Bi),由加法公式得

             P(A)=P(AB1)+P(AB2)+....+P(ABn)

                   =P(A|B1)P(B1)+P(A|B2)P(B2)+...+P(A|Bn)P(PBn)

      贝叶斯公式:

        与全概率公式解决的问题相反,贝叶斯是建立在条件概率的基础上寻找事件发生的原因(即大事件A已经发生的条件下,分割中的小事件Bi的概率),设B1,B2,...是样本空间Ω的一个划分,则对任一事件A(P(A)>0),有

          

            B常被视为导致试验结果A发生的”原因“,P(Bi)(i=1,2,...)表示各种原因发生的可能性大小,故称先验概率;P(Bi|A)(i=1,2...)则反映当试验产生了结果A之后,再对各种原因概率的新认识,故称后验概率。

       贝叶斯公式的应用:

        

         

      两学派的认知:【频率学派 && 贝叶斯学派】

        

      贝叶斯公式扩展:

        

      两点分布:

        

      二项分布:【伯努力分布】

        

      泊松分布【Taylor展式结合】:

        

        

      泊松分布的应用:

        

      连续分布之均匀分布:

        

       连续分布之指数分布:

          

      指数分布的无记忆性:

        

      连续分布之正态分布【高斯分布】:

         

      总结:

        

      指数族:

        二项分布【伯努力分布】,正态分布【高斯分布】属于指数族

      logistic函数【sigmod函数】:

        

      Logistic函数的导数:

         

     期望:

        

      期望的性质:

        

        note: P(xy) = P(x) P(y)   -->  x, y独立

      方差:

        

      协方差:

        

      协方差、独立、不相关关系:

        

      协方差的意义:

        

      协方差的上界:

        

           

      独立一定不相关,不相关不一定独立,不相关只是线性独立,可能是非线性不独立;

    相关系数:

       

       其中:Var(x): 标准差;

     协方差矩阵:

        

       原点矩 和 中心矩

        

         期望为一阶原点矩, 方差为2阶中心矩

     概念总结:

        

      偏度:

            

          偏度为0, 则是正态分布

      偏度公式:

          

      峰度:

          

      应用:

        

        

      引入切比雪夫不等式:

        

      大数定理:

        

        

      中心极限定理:

        

      标准的中心极限定理的问题:

        

      中心极限定理的意义:

        

      样本的统计量:

        

      样本的矩:

        

      随机变量的矩 和 样本的矩, 有什么关系呢??

        

      矩估计:【非常重要】

         

      正态分布的矩估计:

        

      均匀分布的矩估计:

        

      贝叶斯公式带来的思考:

        

      最大似然估计:

          

      极大似然估计的具体实践:

          

      极大似然估计的应用:

          

      正态分布的极大似然估计:

        

            

        

      总结:

        

      极大似然估计与过拟合:

        

        5、 10 为超参数;

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