矩阵求导

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矩阵求导的链式法则

矩阵求导的链式法则

矩阵求导的链式法则矩阵求导是数学分析领域的重要分支,其应用涉及到物理、工程、计算机等众多领域。

在求解矩阵函数中,矩阵求导的链式法则是一个非常重要的技巧,它可以大大简化问题的求解过程,节省时间和精力。

链式法则是微积分中的基本规则之一。

在普通函数求导中,我们应用链式法则时,将函数分解成多个内部函数,然后逐个求导,并将结果相乘。

同样的,当我们需要求解矩阵函数的导数时,也可以使用链式法则来化简问题。

矩阵函数是指将一个或多个矩阵作为输入,得到一个矩阵输出的函数。

例如,f(X) = X^T X,其中 X 是一个列向量。

此时 f(X) 是关于 X 的函数。

要求这个函数的导数,我们需要用到矩阵求导的链式法则。

假设 f(X) 是一个矩阵函数,其中 X 是一个 n 行 m 列的矩阵,Y 是一个 p 行 q 列的矩阵。

根据链式法则,导数可以表示为:df(X) / dX = df(Y) / dY * dY / dX其中 df(Y) / dY 是一个 p 行 q 列的矩阵,dY / dX 是一个 qm 行 nm 列的矩阵。

这个公式的含义是,我们需要将函数 f(X) 分解成两个内部函数 f(Y) 和 Y(X),其中 f(Y) = f(Y(X))。

然后,我们分别对这两个函数进行求导,通过相乘得到最终结果。

具体地,我们可以将这个过程看成以下几个步骤:1. 将矩阵函数 f(X) 分解成内部函数 f(Y) 和 Y(X),其中 Y 是中间变量。

2. 对内部函数 f(Y) 进行求导,得到 df(Y) / dY。

3. 对中间变量 Y(X) 进行求导,得到 dY / dX。

4. 将 df(Y) / dY 和 dY / dX 相乘,得到 df(X) / dX,即函数f(X) 关于 X 的导数。

需要注意的是,矩阵求导的链式法则和普通函数求导的链式法则略有不同。

在矩阵求导中,我们需要使用矩阵乘法来计算两个链的乘积,而在普通函数求导中,我们则需要使用乘法法则来计算两个链的乘积。

矩阵求导的行列式法则

矩阵求导的行列式法则

矩阵求导的行列式法则矩阵求导是数学中十分重要的一部分,它涉及到许多数学应用和实际问题的解决,如物理学、工程学、金融学等。

其中,在矩阵求导的过程中,行列式法则是一种常用的求导方法,下面我们将对行列式法则进行简要的介绍和应用。

一、行列式的定义在讲解行列式法则之前,我们先来了解一下行列式的定义。

行列式是一个数学概念,其可以用于描述矩阵的性质和变换。

在矩阵的行列式中,每个元素的所处行列的位置是有序的,若 i<j,则第 i 行元素在第 j 行元素的上面,而第 i 列元素在第 j 列元素的左侧。

行列式的数值即为其中元素的乘积和正负号的乘积之和。

以一个 3 阶矩阵为例,其行列式的计算方式表示如下:$D=\begin{vmatrix}a_{11}&a_{12}&a_{13}\\a_{21}&a_{22}&a _{23}\\a_{31}&a_{32}&a_{33}\end{vmatrix}=a_{11}a_{22}a_{33} +a_{12}a_{23}a_{31}+a_{13}a_{21}a_{32}-a_{11}a_{23}a_{32}-a_{12}a_{21}a_{33}-a_{13}a_{22}a_{31}$二、行列式法则在矩阵求导中,行列式法则是一种常用的求导方法,它可以依据行列式的定义计算矩阵函数的导数。

行列式法则将计算矩阵求导的问题转化为计算矩阵的行列式,具体公式如下:$\frac{\partial \det(\mathbf{X})}{\partial\mathbf{X}}=\det(\mathbf{X})(\mathbf{X}^{-1})^T$其中,$\mathbf{X}$ 为一个 $n\times n$ 矩阵,$\mathbf{X}^{-1}$ 表示 $\mathbf{X}$ 的逆矩阵,$T$ 表示转置。

该公式表明,在矩阵函数求导的过程中,其导数可以用原矩阵的逆矩阵和行列式的乘积来表示。

函数对矩阵求偏导公式

函数对矩阵求偏导公式

函数对矩阵求偏导公式矩阵是线性代数中的重要概念,它在各个领域都有广泛的应用。

对于一个函数而言,求其对矩阵的偏导数是一项常见的操作。

在本文中,我们将探讨如何使用函数对矩阵求偏导的公式。

在矩阵求导的过程中,我们需要注意矩阵的维度和元素的排列方式。

假设我们有一个函数 f(X),其中 X 是一个 m×n 的矩阵。

我们想要求f 对 X 的偏导数,即∂f/∂X。

我们需要确定函数f 的表达式。

假设f(X) = g(X)h(X),其中g(X) 和h(X) 分别是关于X 的函数。

在求偏导数时,我们可以使用链式法则。

根据链式法则,∂f/∂X = ∂g/∂X * h(X) + g(X) * ∂h/∂X。

这意味着我们需要分别对 g(X) 和 h(X) 求偏导数,并将它们乘以对应的部分。

接下来,我们将重点讨论如何求解∂g/∂X 和∂h/∂X。

对于函数g(X),我们需要根据具体情况来确定如何进行求导。

如果g(X) 是一个标量函数,即结果是一个实数或复数,我们可以使用常规的微积分规则来求解。

例如,如果g(X) = aX + b,其中a 和 b 是常数,那么我们可以得到∂g/∂X = a。

这是因为矩阵 X 的每个元素都是独立的,所以对于 aX,它的偏导数是 a。

但如果g(X) 是一个向量或矩阵函数,即结果是一个向量或矩阵,我们需要借助矩阵微积分的知识来求解。

具体的求导规则涉及到雅可比矩阵、Hessian 矩阵等概念,这里就不再详述。

对于函数h(X),我们同样需要根据具体情况来确定如何进行求导。

无论h(X) 是标量函数还是向量/矩阵函数,我们都可以使用相应的微积分规则来求解。

我们将∂g/∂X 和∂h/∂X 的结果代入链式法则的公式中,即可得到∂f/∂X 的表达式。

总结一下,在函数对矩阵求偏导的过程中,我们需要确定函数的表达式,然后使用链式法则来求解。

对于标量函数,我们可以使用常规的微积分规则;对于向量/矩阵函数,我们需要借助矩阵微积分的知识。

矩阵求导公式

矩阵求导公式

转载]矩阵求导公式【转】(2011-11-15 11:03:34)转载▼标签:转载原文地址:矩阵求导公式【转】作者:三寅今天推导公式,发现居然有对矩阵的求导,狂汗--完全不会。

不过还好网上有人总结了。

吼吼,赶紧搬过来收藏备份。

基本公式:Y = A * X --> DY/DX = A'Y = X * A --> DY/DX = AY = A' * X * B --> DY/DX = A * B'Y = A' * X' * B --> DY/DX = B * A'1. 矩阵Y对标量x求导:相当于每个元素求导数后转置一下,注意M×N矩阵求导后变成N×M了Y = [y(ij)] --> dY/dx = [dy(ji)/dx]2. 标量y对列向量X求导:注意与上面不同,这次括号内是求偏导,不转置,对N×1向量求导后还是N×1向量y = f(x1,x2,..,xn) --> dy/dX = (Dy/Dx1,Dy/Dx2,..,Dy/Dxn)'3. 行向量Y'对列向量X求导:注意1×M向量对N×1向量求导后是N×M矩阵。

将Y的每一列对X求偏导,将各列构成一个矩阵。

重要结论:dX'/dX = Id(AX)'/dX = A'4. 列向量Y对行向量X’求导:转化为行向量Y’对列向量X的导数,然后转置。

注意M×1向量对1×N向量求导结果为M×N矩阵。

dY/dX' = (dY'/dX)'5. 向量积对列向量X求导运算法则:注意与标量求导有点不同。

d(UV')/dX = (dU/dX)V' + U(dV'/dX)d(U'V)/dX = (dU'/dX)V + (dV'/dX)U'重要结论:d(X'A)/dX = (dX'/dX)A + (dA/dX)X' = IA + 0X' = Ad(AX)/dX' = (d(X'A')/dX)' = (A')' = Ad(X'AX)/dX = (dX'/dX)AX + (d(AX)'/dX)X = AX + A'X6. 矩阵Y对列向量X求导:将Y对X的每一个分量求偏导,构成一个超向量。

矩阵 无穷范数 行和范数 求导

矩阵 无穷范数 行和范数 求导

矩阵无穷范数行和范数求导
矩阵是线性代数中的重要概念,它是由数个数组成的矩形表格。

在实际应用中,矩阵经常需要进行求导运算。

在此,我们将介绍矩阵的无穷范数和行和范数的求导方法。

矩阵的无穷范数
矩阵的无穷范数是指矩阵的各个元素的绝对值之和的最大值。

矩阵 A 的无穷范数可表示为:
其中,i 和 j 都是 A 的行和列序号。

无穷范数是矩阵中绝对值最大的元素。

无穷范数与求导
对于矩阵 A 中的第 k 行,其无穷范数为:
||A||∞ = max│ak,j│
∂||A||∞/∂A = Sgn(A)×1(A = max│A|)
其中,Sgn(A) 是矩阵 A 的符号函数,1(A= max│A|) 是当 A 的元素等于矩阵 A 中的最大绝对值元素时的指示函数。

其中,该求和符号表示对于每一行进行求和。

因此,对于矩阵 A,其行和范数之导数可以表示为:
总结
矩阵操作在数学和数据科学领域中非常重要。

在实际应用中,矩阵通常需要进行求导运算。

本文介绍了矩阵的无穷范数和行和范数的求导方法,这些方法对于矩阵分析、优化和机器学习等领域的研究都具有重要意义。

通过研究矩阵的无穷范数和行和范数以及其求导方法,可以更好地理解矩阵操作的本质和应用。

矩阵内积求导法则

矩阵内积求导法则

矩阵内积求导法则是矩阵微分中的一组规则,用于计算涉及矩阵的函数的导数。

这些法则在机器学习、优化问题等领域中经常被使用,因为涉及到大量矩阵运算。

以下是一些常见的矩阵内积求导法则的讨论,为了简便,我们使用大写字母表示矩阵,小写字母表示标量。

这些矩阵内积求导法则为处理涉及矩阵的复杂函数提供了便利,尤其在深度学习和优化问题中,这些法则被广泛应用于梯度下降、反向传播等算法中,以优化模型参数。

深入理解这些法则对于矩阵微分的应用和理论研究都具有重要的意义。

多项式矩阵求导法则

多项式矩阵求导法则

多项式矩阵求导法则多项式矩阵的求导法则涉及对矩阵中的每个元素进行求导。

以下是一些基本的指导原则:1.标量对矩阵求导:o当一个标量函数对一个矩阵求导时,结果是一个与矩阵同型的矩阵,其中每个元素是函数对该矩阵对应元素的偏导数。

2.矩阵对标量求导:o当一个矩阵对一个标量求导时,通常是对矩阵中的每个元素分别对该标量求导。

结果可能是一个更高维的张量或保持原矩阵形状,具体取决于求导的上下文。

3.矩阵对矩阵求导:o当一个矩阵函数对另一个矩阵求导时,结果是一个四阶张量(或称为超级矩阵),其中每个元素是函数对另一个矩阵中对应元素的偏导数。

但在实际应用中,这种全张量形式往往过于复杂,因此通常会采用一些简化或近似的方法。

4.特殊情况下的简化:o在某些特殊情况下,例如当矩阵是向量或当矩阵函数具有特殊形式(如线性或二次型)时,求导过程可能会大大简化。

例如,对于向量函数对向量的求导,结果可能是一个雅可比矩阵或海森矩阵。

5.链式法则和乘积法则:o对于更复杂的矩阵函数,如矩阵乘法或矩阵链式函数,需要应用链式法则和乘积法则来计算导数。

这些法则在标量函数求导中非常熟悉,但在矩阵函数求导中需要特别注意矩阵的维度和顺序。

6.使用符号计算工具:o对于复杂的矩阵求导问题,手动计算可能既繁琐又容易出错。

因此,建议使用符号计算工具(如MATLAB的Symbolic Math Toolbox、Python的SymPy库等)来辅助计算。

这些工具可以自动处理维度匹配、链式法则和乘积法则等细节,从而大大提高计算效率和准确性。

7.注意维度和形状:o在进行矩阵求导时,要特别注意矩阵的维度和形状。

确保在进行求导运算时,矩阵的维度是匹配的,以避免出现错误的结果。

例如,对于矩阵乘法AB=C,如果A是m×n矩阵,B是n×p矩阵,则C是m×p矩阵。

当对C中的元素c_ij求导时,需要考虑到它与A的第i行和B的第j列的元素有关。

8.实际应用中的考虑:o在实际应用中,多项式矩阵求导可能涉及更复杂的场景和约束条件。

矩阵的求导运算

矩阵的求导运算

矩阵导数问题1 矩阵Y =F(x)对标量x 求导相当于矩阵中每个元素对x 求导dY dx=[ df 11(x)dx df 12(x)dx df 21(x)dx df 22(x)dx ⋯df 1n (x)dx ⋯df 21(x)dx ⋮⋮df m1(x)dx df m2(x)dx ⋱⋮⋯df mn(x)dx ]2 标量y 对矩阵X 求导注意与上面不同,这次括号内是求偏导,对m ×n 矩阵求导后还是m ×n 矩阵y =f (x )=dy dX =[ ðf ðx 11ðf ðx 12ðf ðx 21ðf ðx 22⋯ðf ðx 1n ⋯ðf ðx 2n ⋮⋮ðf ðx m1ðf ðx m2 ⋱⋮⋯ðf ðx mn ]3 函数矩阵Y 对矩阵X 求导矩阵Y 对每一个X 的元素求导,构成一个超级矩阵F (X )=[f 11(x)⋯f 1n (x)⋮⋱⋮f m1(x)⋯f mn (x)] X =[x 11⋯x 1s⋮⋱⋮x r1⋯x rs] dFdX =[ ðF ðx 11ðFðx 12ðFðx 21ðF ðx 22 ⋯ðFðx 1s ⋯ðF ðx 2s ⋮⋮ðF ðx r1ðF ðx r2⋱⋮⋯ðFðx rs ],其中ðFðx ij=[ ðf 11ðx ij ðf 12ðx ijðf 21ðx ijðf 22ðxij⋯ðf 1nðx ij⋯ðf 2n ðx ij ⋮⋮ðf m1ðx ijðf m2ðx ij ⋱⋮⋯ðf mn ðx ij ]重要结论:假设x ⃗是一个向量:dx ⃗T dx⃗=I ,dAx⃗dx ⃗T=A ,d(Ax ⃗)T dx⃗=A T4 向量积对列向量x⃗⃗求导运算法则 注意与标量有点不同,假设u ⃗⃗,v ⃗都是列向量d(u ⃗⃗T v ⃗)dx =d(u ⃗⃗T )dx ∙v ⃗+d(v ⃗T )dx∙u ⃗⃗4.1 重要结论:d(x ⃗T x ⃗)dx ⃗=d(x ⃗T )dx ∙x ⃗+d (x ⃗T )dx∙x ⃗=2x ⃗ d(x ⃗T Ax ⃗)dx ⃗=d(x ⃗T )dx ⃗∙Ax ⃗+d (x ⃗T A T )dx ⃗∙x ⃗=(A +A T )x ⃗ 重要结论:d(u ⃗⃗T Xv ⃗)dX=u ⃗⃗v ⃗T d(u ⃗⃗T X T Xu ⃗⃗)dX=2Xu ⃗⃗u ⃗⃗Td[(Xu ⃗⃗−v ⃗)T (Xu ⃗⃗−v ⃗)]dX=2(Xu ⃗⃗−v ⃗)u ⃗⃗T其中d(x ⃗T Ax ⃗)dx⃗=d {[x 1a 11+x 2a 21+⋯+x n a n1x 1a 12+x 2a 22+⋯+x n a n2 ⋯x 1a 1n +x 2a 2n +⋯+x n a nn ]∙x ⃗}/dx ⃗=d {a 11x 12+x 2a 21x 1+⋯+x n a n1x 1+x 1a 12x 2+x 2a 22x 2+⋯+x n a n2x 2+⋯+x 1a 1n x n +x 2a 2n x n +⋯+x n a nn x n }/dx ⃗=[2a 11x 1+a 21x 2+⋯+a n1x n +a 12x 2+a 13x 3+⋯+a 1n x na 21x 1+a 12x 1+2a 22x 2+a 32x 3+⋯+a n2x n +a 23x 2+a 23x 3+⋯+a 2n x n ⋮a n1x 1+a n2x 2+⋯+a n (n−1)x n−1+a 1n x 1+a 2n x 2+⋯+2a nn x n ]=(A +A T )x ⃗ 其中d(u⃗⃗T X T Xu ⃗⃗)dX==d[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]dX =[ ð[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]ðx 11ð[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]ðx 12ð[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]ðx 21ð[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]ðx 22 ⋯ð[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]ðx 1n ⋯ð[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]ðx 2n ⋮⋮ð[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]ðx m1ð[(Xu ⃗⃗)T Xu ⃗⃗]ðx m2 ⋱⋮⋯ð[(Xu ⃗⃗)TXu ⃗⃗]ðx mn ]=[ð[(x 11u 1+x 12u 2+⋯+x 1n u n )2+(x 21u 1+x 22u 2+⋯+x 2n u n )2+⋯+(x m1u 1+x m2u 2+⋯+x mn u n )2]ðx ij]=[2(x 11u 1+x 12u 2+⋯+x 1n u n )u 12(x 11u 1+x 12u 2+⋯+x 12u n )u 22(x 21u 1+x 22u 2+⋯+x 2n u n )u 12(x 21u 1+x 22u 2+⋯+x 2n u n )u 2⋯2(x 11u 1+x 12u 2+⋯+x 1n u n )u n⋯2(x 21u 1+x 22u 2+⋯+x 2n u n )u n ⋮⋮2(x m1u 1+x m2u 2+⋯+x mn u n )u 12(x m1u 1+x m2u 2+⋯+x mn u n )u 2⋱⋮⋯2(x m1u 1+x m2u 2+⋯+x mn u n )u n]=2X u ⃗⃗u ⃗⃗T4.2注意:有些公式不实用,例如:dxx⃗dx⃗=d{[x1x2x3]×[x1,x2,x3]}dx⁄=d{x12x1x2x1x3x2x1x22x2x3x3x1x3x2x32}dx⃗⁄=[2x1x2x3x200x3000x10x12x2x30x3000x1x2x1x22x3]dxdx⃗x⃗+dxdx⃗x⃗=[2x12x22x30000002x12x22x30000002x12x22x3000000]。

多元函数 矩阵 求导

多元函数 矩阵 求导

多元函数矩阵求导
多元函数的矩阵求导是微积分中的一个重要内容,它涉及到矩
阵的偏导数和梯度等概念。

首先,我们来看多元函数的梯度。

对于
一个多元函数,如果其自变量是一个n维向量,因变量是一个标量,那么这个函数的梯度就是一个n维向量,其中每个分量分别是函数
对自变量的偏导数。

假设有一个多元函数f(x1, x2, ..., xn),那
么它的梯度可以表示为∇f = [∂f/∂x1, ∂f/∂x2, ...,
∂f/∂xn]。

这里∂f/∂xi表示函数f对自变量xi的偏导数。

接下来我们来看矩阵的求导。

对于一个矩阵函数F(X),其中X
是一个矩阵,我们可以对其进行求导。

如果F(X)的每个元素都是关
于X的函数,那么F(X)的导数就是一个与X同型的矩阵,其中每个
元素是对应元素的偏导数。

具体来说,如果F(X)是一个m×n的矩
阵函数,那么它的导数就是一个m×n的矩阵,其中第i行第j列的
元素是∂Fij/∂Xkl,其中k是第i行,l是第j列。

在实际应用中,多元函数的矩阵求导常常用于优化问题、机器
学习和深度学习等领域。

通过对多元函数的梯度和矩阵的导数进行
求解和分析,可以帮助我们理解函数的变化规律,并且为优化算法
的设计提供重要的数学基础。

在深度学习中,梯度下降法等优化算
法的实现也离不开对多元函数的矩阵求导。

总之,多元函数的矩阵求导是一项重要且复杂的数学工作,它在实际问题中有着广泛的应用,并且对于理解和解决实际问题具有重要意义。

希望我的回答能够帮助你更好地理解这一内容。

矩阵求导(本质、原理与推导)详解

矩阵求导(本质、原理与推导)详解

矩阵求导(本质、原理与推导)详解1.引言矩阵求导是数学分析中重要的一部分,广泛应用于机器学习、数据挖掘和优化问题中。

本文将介绍矩阵求导的本质、原理以及推导过程,为读者提供一个比较全面的了解。

2.矩阵的本质及相关概念在矩阵求导前,我们需要先了解矩阵的本质及相关概念。

矩阵是一个按照规律排列的方阵,其中每个元素通常是实数或者复数。

以$n$行$m$列的矩阵$A$为例,可以表示为:$$A=\begin{bmatrix}a_{1,1}&a_{1,2}&\cdots&a_{1,m}\\a_{2,1}&a_{2,2}&\cdots&a_{2,m}\\\vdots&\vdots&\ddots&\vdots\\a_{n,1}&a_{n,2}&\cdots&a_{n,m}\\\end{bmatrix}$$其中$a_{i,j}$表示矩阵$A$中第$i$行第$j$列的元素。

矩阵还有一些相关的概念,如矩阵的转置、逆矩阵、伴随矩阵等等,这里不一一赘述。

3.标量函数对向量、矩阵的导数在开始矩阵求导之前,我们需要先了解标量函数对向量或矩阵的导数。

设矩阵$A$是一个$m\times n$的矩阵,$x$是一个$n \times1$的向量,函数$f(x)$将$x$映射为一个标量。

我们定义$f(x)$对$x$的导数为:$$\frac{\partial f(x)}{\partial x}=\begin{bmatrix}\frac{\partial f(x)}{\partial x_1}&\frac{\partial f(x)}{\partial x_2}&\cdots&\frac{\partial f(x)}{\partial x_n}\end{bmatrix}$$其中每一项$\frac{\partial f(x)}{\partial x_i}$表示$f(x)$对$x_i$的偏导数。

矩阵求导法则的解析与应用

矩阵求导法则的解析与应用

矩阵求导法则的解析与应用矩阵求导法则是矩阵微积分中的基本概念,它在众多领域中都有广泛的应用,尤其是在优化算法、机器学习和信号处理等领域中。

本文将深入探讨矩阵求导法则的解析和应用,并分享对这一主题的观点和理解。

一、矩阵求导法则的基本概念1. 矩阵求导的定义和目的在矩阵微积分中,矩阵求导是指对矩阵中的每个元素进行求导运算。

其目的是为了描述矩阵变量函数在某一点的变化率,从而可以进一步分析函数在该点的性质和优化问题的解。

2. 矩阵对标量的导数当矩阵中的元素都是标量时,矩阵对标量的导数就是普通的微积分中的导数。

它遵循标量的求导法则,如常数因子法则、求和法则和链式法则等。

3. 矩阵对向量的导数当矩阵中的元素是向量时,矩阵对向量的导数运算更为复杂。

需要使用矩阵求导法则来进行推导和计算。

常见的矩阵求导法则包括向量对向量的导数、向量对标量的导数、标量对向量的导数等。

二、矩阵求导法则的应用1. 优化算法中的应用在优化算法中,矩阵求导法则被广泛应用于求解最优化问题。

梯度下降算法通过计算函数的梯度(即矩阵对向量的导数)来寻找函数的最小值。

矩阵求导法则为梯度下降算法提供了有效的计算方式,提高了算法的收敛速度和性能。

2. 机器学习中的应用在机器学习中,矩阵求导法则用于对损失函数进行求导,以便于参数的优化和模型的训练。

反向传播算法中就需要对损失函数对参数矩阵的导数进行计算和更新。

矩阵求导法则的正确应用可以简化计算过程,提高训练效率和模型的准确性。

3. 信号处理中的应用在信号处理领域,矩阵求导法则被广泛应用于信号的滤波和特征提取等任务中。

基于最小均方误差准则的线性滤波器设计中,需要对损失函数对滤波器系数矩阵的导数进行计算。

矩阵求导法则为滤波器设计提供了理论基础和数值计算方法。

三、个人观点和理解作为一名文章写手,在撰写这篇文章的过程中,我对矩阵求导法则的重要性有了更深入的认识和理解。

矩阵求导法则不仅对于理解优化算法、机器学习和信号处理等领域的核心概念至关重要,而且在实际应用中也发挥着重要的作用。

矩阵求导(工具书)

矩阵求导(工具书)

矩阵求导(⼯具书)⼀、基本概念与性质记号规范请参考:1. 迹对称矩阵\(A\)的迹定义为:\[Tr(A) = \sum_{i=1}^nA_i^i \tag{1.1} \]2. 迹的运算(1)\[Tr(A) = \sum_{i=1}^n\lambda_{i} \tag{1.2.1} \]其中\(\lambda_i\)为矩阵\(A\)的第\(i\)个特征值(2)\[Tr(A) = Tr(A^T) \tag{1.2.2} \](3)\[Tr(AB) = \sum_{i=1}^n\left(\sum_{j=1}^nA_i^jB_j^i\right) = \sum_{j=1}^n\left(\sum_{i=1}^nB_j^iA_i^j\right) = Tr(BA) \tag{1.2.3} \] (4)\[Tr(A + B) = Tr(A) + Tr(B) \tag{1.2.4} \](5)\[Tr(\mathbf{x}\mathbf{x}^T) = \sum_{i=1}^n\mathbf{x}_i\cdot \mathbf{x}_i = \mathbf{x}^T\mathbf{x} \tag{1.2.5} \]3. ⾏列式对称矩阵\(A\)的⾏列式定义为:\[\det (A) = \sum_{\sigma \in S_n}(-1)^{\mathrm{sgn}(\sigma)}\prod_{i=1}^n A_i^{\sigma(i)} \tag{1.3.1} \]其中\(S_n\)是集合\(\{1, 2, \cdots, n\}\)上置换的全体,即集合\(\{1, 2, \cdots, n\}\)到⾃⾝的⼀⼀映射(双射)的全体;例如:\(\{2, 3, 1\}\)是\(\{1, 3, 2\}\)的置换,且满⾜\(\sigma(1) = 2, \sigma(2) = 3, \sigma(3) = 1\)其中\({\rm sgn} (\sigma)\)表⽰的是置换\(\sigma\)中逆序对(即\(\sigma(i) > \sigma(j),1 \leq i \leq j \leq n\))的数量;例如:\({\rm sgn}(\{2, 3, 1\}) = 2\)对于有\(n\)个元素的集合⽽⾔,其置换的个数有\(n!\)个4. ⾏列式的计算(1)\[\det (A) = \prod_{i=1}^n \lambda_i \tag{1.4.1} \]其中\(S_n\)是集合\(\{1, 2, \cdots, n\}\)上置换的全体,即集合\(\{1, 2, \cdots, n\}\)到⾃⾝的⼀⼀映射(双射)的全体;(2)\[\det(A) \overset{按⾏展开}{=} \sum_{j=1}^n(-1)^{i + j}A_i^{j}\det\left([A]_i^{j}\right) \overset{按列展开}{=} \sum_{i=1}^n(-1)^{i + j}A_i^{j}\det\left([A]_i^{j}\right) \tag{1.3.2} \](3)\[\det(kA) = k^n\det(A) \tag{1.3.3} \](4)\[\det(A^T) = \det(A) \tag{1.3.4} \](5)\[\det(AB) = \det(A)\det(B) \tag{1.3.5} \](6)\[\det(A^{-1}) = \frac{1}{\det(A)} \tag{1.3.6} \](7)\[\begin{align} \det(I + \mathbf{u} \mathbf{v}^T) &= 1 + \mathbf{u}^T\mathbf{v} \tag{1.3.7} \end{align} \](8)\[\mathrm{adj}(A) = \det(A)\cdot A^{-1} \tag{1.3.8} \]⼆、向量与矩阵的运算结论1. 矩阵相乘(1)\[\begin{align} A\cdot B &= \left((AB)_i^j\right)_{m\times n} \\ &= \left(\sum_k A_i^kB_k^j\right)_{m\times n} \end{align} \tag{2.1.1} \] (2)\[\begin{align} (A\cdot B)\cdot C &= \left(\sum_k(AB)_i^kC_k^j\right)_{m\times n}\\ &= \left(\sum_k\left(\sum_tA_i^tB_t^k\right)C_k^j \right)_{m\times n} \end{align} \tag{2.1.2} \](3)\[A\cdot [E_i^j] = \left(0, \cdots \underbrace{A^i}_{第j列},\cdots ,0 \right) \tag{2.1.3} = [A^i]^j \](4)\[[E_i^j]\cdot A = \left(\begin{array}{cc} &0\\ &\vdots\\ 第i⾏\left\{\right. &A_j\\ &\vdots \\ &0 \end{array} \right) = [A_j]_i \tag{2.1.4} \]三、向量、矩阵求导1. 求导布局分⼦布局:求导结果的第⼀维度以分⼦为主分母布局:求导结果的第⼀维度以分母为主例如:\(m\)维列向量\(\mathbf{y}\)对于\(\mathbf{x}\)求导,若分⼦布局(雅可⽐矩阵):\[\frac{\partial \mathbf{y}}{\partial \mathbf{x}} = \left( \begin{matrix} \frac{\partial\mathbf{y}_1}{\partial\mathbf{x}_1} &\cdots&\frac{\partial\mathbf{y}_1}{\partial\mathbf{x}_n} \\ \vdots&\ddots &\vdots \\ \frac{\partial\mathbf{y}_m}{\partial\mathbf{x}_1} &\cdots &\frac{\partial\mathbf{y}_m}{\partial\mathbf{x}_n} \end{matrix} \right) \\ \]分母布局(梯度矩阵):\[\frac{\partial \mathbf{y}}{\partial \mathbf{x}} = \left( \begin{matrix} \frac{\partial\mathbf{y}_1}{\partial\mathbf{x}_1} &\cdots&\frac{\partial\mathbf{y}_m}{\partial\mathbf{x}_1} \\ \vdots &\ddots &\vdots \\ \frac{\partial\mathbf{y}_1}{\partial\mathbf{x}_n} &\cdots &\frac{\partial\mathbf{y}_m}{\partial\mathbf{x}_n} \end{matrix} \right) \\ \]注:以下所有求导结果均以分⼦布局为基础(若分⼦为标量,则为分母布局)2. 求偏微分法则\[\partial C = 0 (C为常(矩阵、向量、标量)) \tag{3.2.1} \]\[\partial A^T = (\partial A)^T \tag{3.2.2} \]\[\partial (A + B) = \partial A + \partial B \tag{3.2.3} \]\[\partial (AB) = \partial A\cdot B + A\cdot \partial B \tag{3.2.4} \]\[\partial (A\odot B) = \partial A\odot B + A\odot \partial B \tag{3.2.5} \]\[\partial( A\otimes B) = \partial A\otimes B +A\otimes \partial B \tag{3.2.6} \]\[\partial ({A^{-1}}) = -A^{-1}\cdot \partial A\cdot A^{-1} \tag{3.2.7} \]\[\partial\ Tr(A) = Tr(\partial A) \tag{3.2.8} \]\[\partial \mathrm{det}A = Tr(\mathrm{adj}A \cdot \partial A) = \mathrm{detA}\cdot Tr(A^{-1} \partial A) \tag{3.2.9} \]链式求导法则:\[\partial g\circ f(A) = \sum_k\sum_t \frac{\partial g\circ f(A)}{\partial f(A)_k^t}\cdot \partial f(A)_k^t = Tr\left(\left(\frac{\partial g\circ f(A)}{\partial f(A)}\right)^T\cdot \partial f(A)\right) \tag{3.2.10} \]3. 向量求导(1)\[\frac{\partial \mathbf{x}}{\partial x} = \left( \begin{array}{cc} \frac{\mathrm{d}\mathbf{x}_1}{\mathrm{d}x} \\ \vdots\\\frac{\mathrm{d}\mathbf{x}_m}{\mathrm{d}x} \end{array} \right) \tag{3.3.1} \](2)\[\frac{\partial \mathbf{x}^T}{\partial x} = \left(\frac{\partial \mathbf{x}}{\partial x}\right)^T \tag{3.3.2} \](3)\[\frac{\partial \mathbf{y}}{\partial \mathbf{x}} = \frac{\partial \mathbf{y}}{\partial \mathbf{x^T}} = \left( \begin{matrix} \frac{\partial\mathbf{y}_1} {\partial\mathbf{x}_1} &\cdots &\frac{\partial\mathbf{y}_1}{\partial\mathbf{x}_n} \\ \vdots &\ddots &\vdots \\ \frac{\partial\mathbf{y}_m}{\partial\mathbf{x}_1} &\cdots &\frac{\partial\mathbf{y}_m}{\partial\mathbf{x}_n} \end{matrix} \right) \tag{3.3.3}\](4)\[\frac{\partial \mathbf{y}^T}{\partial \mathbf{x}} =\frac{\partial \mathbf{y}^T}{\partial \mathbf{x}^T} = \left( \frac{\partial \mathbf{y}}{\partial\mathbf{x}} \right)^T \tag{3.3.4} \](5)\[\frac{\partial \mathbf{x}^T\mathbf{y}}{\partial\mathbf{x}} = \left(\begin{array}{cc} \mathbf{y}_1 \\ \vdots \\ \mathbf{y}_n \end{array} \right) =\mathbf{y} \tag{3.3.5} \](6)\[\frac{\partial \mathbf{x}^T\mathbf{y}}{\partial \mathbf{x}^T} = \left( \frac{\partial \mathbf{x}^T\mathbf{y}}{\partial \mathbf{x}} \right)^T \tag{3.3.6} \](7)\[\frac{\partial A\mathbf{x}}{\partial\mathbf{x}} = \frac{\partial A\mathbf{x}}{\partial\mathbf{x}^T} = \left( \begin{array}{cc} A_{1}^1 &\cdots&A_{1}^m \\ \vdots & \ddots &\vdots \\ A_{n}^1 &\cdots &A_{n}^m \\ \end{array} \right) = A \tag{3.3.7}\](8)\[\frac{\partial \mathbf{x}^TA\mathbf{x}}{\partial \mathbf{x}} = \frac{\partial \mathbf{x}^TA\mathbf{x}}{\partial \mathbf{x}^T} = (A +A^T)\mathbf{x} \tag{3.3.8} \]4. 矩阵求导(1)\[\frac{\partial \mathbf{x}^TA\mathbf{y}}{\partial A} = \mathbf{x}\mathbf{y}^T \tag{3.4.1} \](2)\[\frac{\partial \mathbf{x}^TA^T\mathbf{y}}{\partial A} = \mathbf{y}\mathbf{x}^T \tag{3.4.2} \](3)\[\frac{\partial \mathbf{x}^TA^TA\mathbf{y}}{\partial A} = A(\mathbf{y}\mathbf{x}^T + \mathbf{x}\mathbf{y}^T ) \tag{3.4.3} \]展开证明(4)\[\frac{\partial A^TBA}{\partial B_{i}^{j}} = A_i^TA_j \tag{3.4.4} \]展开证明(5)\[\frac{\partial A^TBA}{\partial A_{i}^j} = [E_j^i]\cdot (BA) + (A^TB)\cdot [E_i^j] \tag{3.4.5} \]展开证明可简记为:\(\frac{\partial A^TBA}{\partial A_i^j} = \frac{\partial A^T}{\partial A_i^j}\cdot BA + A^TB\cdot \frac{\partial A}{\partial A_i^j}\) (6)\[\frac{\partial \mathbf{y}^TA^TBA\mathbf{z}}{\partial A} = B^TA\mathbf{y}\mathbf{z}^T + BA\mathbf{z}\mathbf{y}^T \tag{3.4.6} \]展开证明(7)\[\frac{\partial }{\partial A}(A\mathbf{x} + \mathbf{y})^TD(A\mathbf{x} + \mathbf{y}) = (D + D^T)(A\mathbf{x} + \mathbf{y})\mathbf{x}^T \tag{3.4.7} \]展开证明5. ⾏列式求导(1)\[\frac{\partial \det(Y)}{\partial x} = \det(Y)\cdot Tr(Y^{-1}\frac{\partial Y}{\partial x}) \]展开证明(2)\[\frac{\partial \det(A)}{\partial A} = \det(A)\cdot \left(A^{-1}\right)^T \tag{3.5.2} \]展开证明(3)\[\frac{\partial \det(X^TAX)}{\partial X} = \det(X^TAX)\cdot\left(AX(X^TAX)^{-1} + A^TX(X^TA^TX)^{-1} \right) \tag{3.5.3} \]展开证明(4)\[\frac{\partial \ln \det(X^TX)}{\partial X}= 2(X^{L+})^T \tag{3.5.4} \]展开证明6. 矩阵逆的求导(1)\[\frac{\partial Y^{-1}}{\partial x} = -Y^{-1}\frac{\partial Y}{\partial x}Y^{-1} \tag{3.6.1} \]展开证明(2)\[\frac{\partial \mathbf{a}^TX^{-1}\mathbf{b}}{\partial X} = X^{-T}\mathbf{a}\mathbf{b}^TX^{-T} \tag{3.6.2} \]展开证明(3)\[\frac{\partial \det(X^{-1})}{\partial X} = \det(X^{-1})(X^{-1})^T \tag{3.6.3} \]展开证明(4)\[\frac{\partial Tr(AX^{-1}B)}{\partial X} = \left(X^{-1}BAX^{-1}\right)^{T} \tag{3.6.4} \]展开证明(5)\[\begin{align} \frac{\partial Tr\left((X+A)^{-1}\right) }{\partial X} &\overset{由3.6.4}{=}((X+A)^{-1}(X+A)^{-1})^T \end{align} \tag{3.6.5} \] 7. 迹的求导(1)\[\frac{\partial Tr(X)}{\partial X} = I \tag{3.7.1} \]展开证明(2)\[\frac{\partial Tr(XA)}{\partial X} = A^T \tag{3.7.2} \]展开证明(3)\[\frac{\partial Tr(AXB)}{\partial X} = A^TB^T \tag{3.7.3} \]展开证明(4)\[\frac{\partial Tr(A \otimes X)}{\partial X} = Tr(A)I \tag{3.7.4} \]展开证明。

矩阵求导在物理学中的应用

矩阵求导在物理学中的应用

矩阵求导在物理学中的应用矩阵求导是数学中的一个重要概念,主要用于矩阵微积分和矩阵分析中。

而在物理学领域中,矩阵求导也有着广泛的应用。

本文将探讨矩阵求导在物理学中的应用及其意义。

1. 矩阵求导的基本概念在了解矩阵求导在物理学中的应用前,我们需要先了解矩阵求导的基本概念。

矩阵求导是指对矩阵中的每个元素进行微分,得到一个新的矩阵。

在矩阵微积分中,矩阵求导一般用于求取矩阵函数的导数,而矩阵函数则是将一个向量映射为另一个向量的函数。

假设有一个矩阵函数f(X),其中X为一个n行m列的矩阵。

如果我们想要求解f(X)的导数,那么就需要对X中的每个元素进行微分,得到一个新的矩阵。

这个新的矩阵就是f(X)的导数矩阵,通常用df(X)/dX表示。

2. 矩阵求导在物理学中的应用2.1 场论中的矢量场在场论中,矩阵求导被广泛应用于矢量场的导数计算。

矢量场是一个定义在空间中的向量函数,其在空间中的每一点都有一个向量值。

在物理学中,矢量场可以用来描述电场、磁场、速度场等物理量。

假设有一个二维向量场F(x, y),其中x和y分别表示二维平面上的坐标。

如果我们想要求解F(x, y)在某一点上的梯度,那么就需要对其进行求导。

用矩阵求导的方法可以非常方便地求解F(x, y)在该点上的梯度向量。

2.2 量子力学中的算符在量子力学中,算符是一种用来描述量子态演化的数学工具。

算符可以对量子态进行变换,使得量子态从一个状态变为另一个状态。

在量子力学中,常用的算符包括哈密顿算符、角动量算符、波函数算符等。

由于算符在量子力学中具有非常重要的作用,因此矩阵求导被广泛应用于算符的导数计算。

通过矩阵求导的方法,可以方便地得到算符在某一量子态上的导数矩阵,从而帮助我们更好地分析量子态的演化规律。

2.3 图论中的邻接矩阵在图论中,邻接矩阵是一种用来表示图中节点之间的联系的矩阵。

如果两个节点之间存在边相连,那么对应的邻接矩阵元素为1,否则为0。

在物理学中,邻接矩阵可以用于描述分子结构、晶体结构等。

矩阵求导 维度

矩阵求导 维度

矩阵求导维度
矩阵求导是矩阵微积分学中的一个重要分支。

在求解矩阵导数时,维度是一个非常关键的概念。

矩阵的维度指的是该矩阵的行数和列数,通常用 m×n 表示。

在矩阵求导中,我们需要注意以下几个维度相关的概念:
1. 向量的维度:向量是一个只有一列的矩阵,其维度通常用 n
×1 表示,其中 n 表示向量的长度。

2. 矩阵的维度:矩阵的维度用 m×n 表示,其中 m 表示矩阵的行数,n 表示矩阵的列数。

3. 标量的维度:标量是一个只有一个元素的矩阵,其维度为 1
×1。

在进行矩阵求导时,我们需要根据维度的规律来进行计算。

具体来说,对于矩阵或向量中的每个元素,我们需要按照规则进行求导。

例如,若矩阵 A 的维度为 m×n,则对于其中的每个元素 a_ij,我
们需要分别求出其偏导数 a_ij/x,其中 x 表示自变量。

最终得到的结果将形成一个和矩阵 A 维度相同的导数矩阵。

总之,维度是矩阵求导中的一个重要概念,对于正确求解导数具有至关重要的作用。

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矩阵迹求导公式

矩阵迹求导公式

矩阵迹求导公式
矩阵迹求导是矩阵微积分中的一个重要概念。

它用于计算矩阵函数的导数,如矩阵指数函数和矩阵对数函数等。

矩阵迹求导的公式如下:
设矩阵A是一个n×n的方阵,f(A)是一个可微的函数,则有: d tr(f(A))/dA = f'(A)^T
其中,tr表示矩阵的迹运算,即对角线上所有元素的和;f'(A)表示函数f(A)对A的导数。

该公式可以通过微积分中的链式法则来推导。

具体来说,我们可以将矩阵A表示为它的特征向量和特征值的形式,即A = XDX^-1,其中X是由A的特征向量组成的矩阵,D是由A的特征值组成的对角矩阵。

然后,我们将f(A)表示为f(XDX^-1),并应用链式法则得到: d tr(f(A))/dA = tr(X^T df(XDX^-1)/d(XDX^-1) X)
利用矩阵微积分的基本性质和特征向量和特征值的性质,可以将上式简化为:
d tr(f(A))/dA = tr(X^T f'(A) X)
即矩阵迹求导的公式。

该公式在计算高阶导数时也非常有用。

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矩阵求导中的恒成立问题解题技巧

矩阵求导中的恒成立问题解题技巧

朝鲜王朝政书考略——从政制典章浅谈中国礼学的朝鲜化本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!朝鲜王朝对中国传统政治制度的借鉴,主要围绕将中国传统礼教文明融入政制适用于政治运作这一基本逻辑展开。

中国礼学思想何以成为朝鲜政制设计的指导思想,中国礼制何以上升为朝鲜的政制,主要有两种路径:其一是政制的典章化,即朝鲜开国时统治者所确立的以典章治理国家、统御人民的基本经验,主张“以礼治国”,即将政治制度写入礼书,再借由礼制思想来治理国家,使得重要制度与规则都有章可循、国家生活的开展有本可依;其二是典章的政制化,主要表现为典章创制的复古与回归,通过借鉴以《周礼》为代表的中国经典来书写朝鲜自身的政治制度与思想,主张将典章上升到国家制度的高度,并在典章中描绘出美好的政治蓝图。

在这两种路径规划的引导下,朝鲜王朝很好地运用了中国传统的礼及礼学思想,完成了国家体系的建构并取得了五百多年较为稳定的统治。

一、朝鲜王朝政制典章的类别朝鲜五百多年积累的典章尤多,这些典章是记录朝鲜政治体系、政治制度、政治生活的重要承载体。

大致来说,朝鲜时代的典章可以分为通制、礼典、律令及其他重要的实录等四大类:通制中如正祖18年(1794)年敕命编修的《文献考略》20卷,收录国朝典故、祀典典故、事大典故、官职典故、政教典故、文艺典故、天文典故、边围典故、历代典故等,举凡太祖至正祖四百年间的政治、经济、文化、外交、地理等重要制度均收录其中;李廷宝(生卒年不详)编纂的《华东通典》42卷,记录中国与朝鲜两国官职、礼乐、宗庙等重要的政治制度;《文献节要》4卷(编修年代不详)汇编了朝鲜历代政典中关于租税、贡制、户口、鱼盐、钱货、兵考、军门等维系国家经济与军事命脉的重要部门的重要资料摘录,以供官民参考。

此外还有以仿周制六典例而成的《六典条例》《大典通编》《大典会通》等书。

常用矩阵导数公式

常用矩阵导数公式

常⽤矩阵导数公式1 矩阵\(Y=f(x)\)对标量x求导矩阵Y是⼀个\(m\times n\)的矩阵,对标量x求导,相当于矩阵中每个元素对x求导\[\frac{dY}{dx}=\begin{bmatrix}\dfrac{df_{11}(x)}{dx} & \ldots & \dfrac{df_{1n}(x)}{dx} \\ \vdots & \ddots &\vdots \\ \dfrac{df_{m1}(x)}{dx} & \ldots & \dfrac{df_{mn}(x)}{dx} \end{bmatrix}\]2 标量y=f(x)对矩阵X求导注意与上⾯不同,这次括号内是求偏导,\(X\)是是⼀个\(m\times n\)的矩阵,函数\(y=f(x)\)对矩阵\(X\)中的每个元素求偏导,对\(m\times n\)矩阵求导后还是\(m\times n\)矩阵\[\frac{dy}{dX} = \begin{bmatrix}\dfrac{\partial f}{\partial x_{11}} & \ldots & \dfrac{\partial f}{\partial x_{1n}}\\ \vdots & \ddots & \vdots\\\dfrac{\partial f}{\partial x_{m1}} & \ldots & \dfrac{\partial f}{\partial x_{mn}}\end{bmatrix}\]3 函数矩阵Y对矩阵X求导矩阵\(Y=F(x)\)对每⼀个\(X\)的元素求导,构成⼀个超级矩阵\[F(x)=\begin{bmatrix}f_{11}(x) & \ldots & f_{1n}(x)\\ \vdots & \ddots &\vdots \\ f_{m1}(x) & \ldots & f_{mn}(x) \end{bmatrix}\]\[X=\begin{bmatrix}x_{11} & \ldots & x_{1s}\\ \vdots & \ddots &\vdots \\ x_{r1} & \ldots & x_{rs}\end{bmatrix}\]\[\frac{dF}{dX} = \begin{bmatrix}\dfrac{\partial F}{\partial x_{11}} & \ldots & \dfrac{\partial F}{\partial x_{1s}}\\ \vdots & \ddots & \vdots\\\dfrac{\partial F}{\partial x_{r1}} & \ldots & \dfrac{\partial F}{\partial x_{rs}}\end{bmatrix}\]其中\[\frac{\partial F}{\partial x_{ij}} = \begin{bmatrix}\dfrac{\partial f_{11}}{\partial x_{ij}} & \ldots & \dfrac{\partial f_{1n}}{\partial x_{ij}}\\ \vdots & \ddots & \vdots \\\dfrac{\partial f_{m1}}{\partial x_{ij}} & \ldots & \dfrac{\partial f_{mn}}{\partial x_{ij}}\end{bmatrix}\]4 向量导数若\(m\times 1\)向量函数\(y=[y_1,y_2,…,y_m]^T\),其中,\(y_1,y_2,…,y_m\)是向量的标量函数。

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1. 矩阵Y对标量x求导:
相当于每个元素求导数后转置一下,注意M×N矩阵求导后变成N×M了
Y = [y(ij)] --> dY/dx = [dy(ji)/dx]
2. 标量y对列向量X求导:
注意与上面不同,这次括号内是求偏导,不转置,对N×1向量求导后还是N×1向量
y = f(x1,x2,..,xn) --> dy/dX = (Dy/Dx1,Dy/Dx2,..,Dy/Dxn)T
3. 行向量Y T对列向量X求导:
注意1×M向量对N×1向量求导后是N×M矩阵。

将Y的每一列对X求偏导,将各列构成一个矩阵。

重要结论:
dX T/dX = I
d(AX)T/dX = A T
4. 列向量Y对行向量X T求导:
转化为行向量Y T对列向量X的导数,然后转置。

注意M×1向量对1×N向量求导结果为M×N矩阵。

dY/dX T = (dY T/dX)T
5. 向量积对列向量X求导运算法则:
注意与标量求导有点不同。

d(UV T)/dX = (dU/dX)V T + U(dV T/dX)
d(U T V)/dX = (dU T/dX)V + (dV T/dX)U
重要结论:
d(X T A)/dX = (dX T/dX)A + (dA/dX)X T = IA + 0X T = A
d(AX)/dX T = (d(X T A T)/dX)T = (A T)T = A
d(X T AX)/dX = (dX T/dX)AX + (d(AX)T/dX)X = AX + A T X
6. 矩阵Y对列向量X求导:
将Y对X的每一个分量求偏导,构成一个超向量。

注意该向量的每一个元素都是一个矩阵。

7. 矩阵积对列向量求导法则:
d(uV)/dX = (du/dX)V + u(dV/dX)
d(UV)/dX = (dU/dX)V + U(dV/dX)
重要结论:
d(X T A)/dX = (dX T/dX)A + X T(dA/dX) = IA + X T0 = A
8. 标量y对矩阵X的导数:
类似标量y对列向量X的导数,
把y对每个X的元素求偏导,不用转置。

dy/dX = [ Dy/Dx(ij) ]
重要结论:
y = U T XV = ΣΣu(i)x(ij)v(j) 于是dy/dX = [u(i)v(j)] = UV T
y = U T X T XU 则dy/dX = 2XUU T
y = (XU-V)T(XU-V) 则dy/dX = d(U T X T XU - 2V T XU + V T V)/dX = 2XUU T - 2VU T + 0 = 2(XU-V)U T
9. 矩阵Y对矩阵X的导数:
将Y的每个元素对X求导,然后排在一起形成超级矩阵。

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