首先我们假设要预测一个公司某商品的销售量:
X:门店数 Y:销量
我们会发现销量随着门店数上升而上升。于是我们就想要知道大概门店和销量的关系是怎么样的呢?
我们根据图上的点描述出一条直线:
似乎这个直线差不多能说明门店数X和Y得关系了:我们假设直线的方程为Y=a0+a1X(a为常数系数)。假设a0=10 a1=3 那么Y=10+3X(公式1)
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我们希望我们预测的公式与实际值差值越小越好,所以就定义了一种衡量模型好坏的方式,即损失函数(用来表现预测与实际数据的差距程度)。于是乎我们就会想到这个方程的损失函数可以用绝对损失函数表示:
公式Y-实际Y的绝对值,数学表达式:[1]
上面的案例它的绝对损失函数求和计算求得为:6
为后续数学计算方便,我们通常使用平方损失函数代替绝对损失函数:
公式Y-实际Y的平方,数学表达式:L(Y,f(X))= [1]
上面的案例它的平方损失函数求和计算求得为:10
以上为公式1模型的损失值。
假设我们再模拟一条新的直线:a0=8,a1=4
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公式2 Y=8+4X
绝对损失函数求和:11 平方损失函数求和:27
公式1 Y=10+3X
绝对损失函数求和:6 平方损失函数求和:10
从损失函数求和中,就能评估出公式1能够更好得预测门店销售。
统计学习中常用的损失函数有以下几种:
(1) 0-1损失函数(0-1 lossfunction):
L(Y,f(X))={1,0,Y≠f(X)Y=f(X)
(2) 平方损失函数(quadraticloss function)
L(Y,f(X))=(Y−f(X))2
(3) 绝对损失函数(absoluteloss function)
L(Y,f(X))=|Y−f(X)|
(4) 对数损失函数(logarithmicloss function) 或对数似然损失函数(log-likelihood loss function)
L(Y,P(Y|X))=−logP(Y|X)
损失函数越小,模型就越好。