人工智慧之線性代數

2021-01-11 淡淡而學之

線性代數是代數學的一個分支,主要處理線性問題。線性問題是指數學對象之間的關係是以一次形式來表達的。線性代數誕生於求解線性方程組。行列式、矩陣和向量是處理線性問題的有力工具。

線性代數與人工智慧的聯繫:

1)神經網絡中的所有參數都被存儲在矩陣中;線性代數使矩陣運算變得更加快捷簡便,尤其是在GPU上訓練模型時,因為GPU可以並行地以向量和矩陣運算。

2)圖像在計算中被表示為按序排列的像素數組。

3)視頻遊戲使用龐大的矩陣來產生令人炫目的遊戲體驗。

一、標量、向量與矩陣

標量(Scalar):一個數,例如:x=3。

向量(Vector):一個有序排列的列數,例如:

矩陣(Matrix):由mxn個數aii(i=1,2,…,m;i=1,2,…,n)排成m行n列的數表,記作:

特殊地,行數與列數都等於n的矩陣稱為n階矩陣或n階方陣。

向量與矩陣應用實例:在計算機視覺中,一張圖片會以矩陣的形式進行存儲。在處理圖像時,常常會把圖像矩陣轉換為一個向量來處理。

二、張量

張量(Tensor)是深度學習中的一個重要概念,是TensorFlow、Pytorch等很多深度學習框架重要組成部分。深度學習中的很多運算與模型優化過程都是基於tensor完成。

張量定義:一個多維數組。零階張量:標量;一階張量:向量;二階張量:矩陣。

三、矩陣的運算

四、線性分類器

總共3類(貓、車和人),對一張圖片(通過圖像處理將圖像處理為只由6像素點組成)進行分類,以最簡單的線性分類器為例:

y=wx+b

相關焦點

  • 人工智慧中的線性代數:如何理解並更好地應用它
    選自TowardsDataScience作者:Oleksii Kharkovyna機器之心編譯參與:高璇、蛋醬線性代數是 AI 專家必須掌握的知識,這已不再是個秘密。當然,學習線性代數道阻且長。數學,尤其是線性代數常與枯燥、複雜和毫無意義的事物聯繫起來。不過你還可以另闢蹊徑。閱讀完本文後,你將了解到:線性代數的本質;線性代數的真實應用場景;線性代數可用於 AI、ML 和數據科學的原因;學習線性代數最有效的方法。
  • 學習人工智慧需要哪些必備的數學基礎?
    今天的種種人工智慧技術歸根到底都建立在數學模型之上,要了解人工智慧,首先要掌握必備的數學基礎知識,具體來說包括:   線性代數:如何將研究對象形式化?   概率論:如何描述統計規律?   數理統計:如何以小見大?   最優化理論: 如何找到最優解?
  • 馬輝:「中外結合」帶你領略線性代數之美
    【教師簡介】馬輝,清華大學數學科學系教授。自2011年參加數學系與電子系的課程改革和共建項目,連續5個學期擔任電子系大一學生的線性代數教學工作。【課程簡介】線性代數是現代數學的基礎之一,在物理、計算機圖形學、工程、經濟學等自然科學和社會科學各領域具有廣泛和深刻的應用,同時線性代數是高等學校理工科各專業的一門重要基礎課。
  • 教程| Numpy的線性代數運算
    訪問flyai.club,一鍵創建你的人工智慧項目線性代數(如矩陣乘法、矩陣分解、行列式以及其他方陣數學等)是任何數組庫的重要組成部分。不像某些語言(如MATLAB),通過*對兩個二維數組相乘得到的是一個元素級的積,而不是一個矩陣點積。
  • 如何看待清華大學將線性代數教材改為英文教材?
    我當年堅定的選擇了全校唯一上這個教材的瞿燕輝老師,至今仍然對線性代數擁有著很多深刻的認識和觀點,我覺得這本教材和瞿老師功不可沒。問題在,好的教材也要有與之對應的水平的老師,深刻體會之後,適應了這本教材的模式才能講得好。這一點清華的其他老師初次接觸,難免力不能逮,誠然不能怪老師,但更不能怪教材。其次,國外(尤其美國)教材和國內教材的區別在,他們都或多或少有點「囉嗦」。
  • 線性代數重要,選對教材更重要:同濟版《線性代數》引發激烈爭議
    機器之心報導機器之心編輯部你的線性代數,過了沒?不論是結構力學還是人臉識別,理工類型的科研,深究之後就會發現到處都是線性代數的身影。這樣一門課程,要是在大一的時候學不好,可是會要命的。如今已經畢業多年,沒想到最近在知乎上看到一篇文章《《線性代數》(同濟版)——教科書中的恥辱柱》,點讚量快突破五千。對於這篇文章,大家有時間可以讀一下,看看是不是同意作者的觀點。線性代數真的很重要,這是很多工程技術人員走上工作崗位的最大感受。好多算法都用到線性代數的知識,就比如現在非常熱門的深度學習,它的底層實現方式用到好多線性代數方面的知識。
  • 如何學好線性代數?
    為什麼線性代數這麼難?從哈爾莫斯說的這段話可以歸結兩個原因:第一是老師很爛,第二是課本很糟。如果學習一門科目的兩個重要(必要?) 條件不是爛就是糟,我們還能冀望學好它嗎?不過話說回來,即使哈爾莫斯的線性代數啟蒙老師是數學大師諾伊曼,哈爾莫斯未必當下就能真正明白線性代數在講什麼。我說的真正明白不是指考試拿高分,而是有一天你在洗澡時豁然開悟,奔出浴室光著身子在馬路上邊跑邊叫:「啊哈!
  • 國考教師資格證數學筆試線性代數之矩陣常見考法
    國考教師資格證數學筆試線性代數之矩陣常見考法 http://www.hteacher.net 2020-09-03 14:23 中國教師資格網 [您的教師考試網]
  • 為什麼學習線性代數?
    比如在高中就學過,兩根直線可以用兩個線性方程來表示,想求它們交點的話:聯立出兩者的方程組,求出該方程組的解就可以得到交點:這裡舉的例子很簡單,隨著後面的深入學習就會知道,線性問題還是有一定的複雜性,不然不會需要《線性代數》這門學科來研究線性問題。
  • 人工智慧入門必須攻克三道門檻:數學基礎、英語水平與編程技術
    今天的種種人工智慧技術歸根到底都建立在數學模型之上,要了解人工智慧,首先要掌握必備的數學基礎知識,具體來說包括:1、線性代數:如何將研究對象形式化?事實上,線性代數不僅僅是人工智慧的基礎,更是現代數學和以現代數學作為主要分析方法的眾多學科的基礎。從量子力學到圖像處理都離不開向量和矩陣的使用。
  • 線性變換——線性代數的本質(二)
    只不過,在線性代數裡面,這個變換(函數)接收和輸出不再是數值,而是向量。那麼說到這裡,有人肯定會好奇了 ,既然是函數嘛,為什麼還要整一個「變換「的新名詞去包裝它呀,和真正的函數有什麼區別呀?經過線性代數的本質(一)基向量和線性組合的學習,我們知道只要改變標量的大小,就可以用基向量表示線性空間內的所有向量。因此,空間中每一個向量都可以表示成基向量與標量數乘後相加,也就是我們說的**「縮放向量再相加」**。
  • 2014考研數學之線性代數暑假複習重點解析
    考研數學主要考查三科:高等數學、線性代數、概率論與數理統計,三門課程所佔的分值比例也不一樣,總體來說高等數學佔考研數學的大部分比例,而線性代數不管數幾所佔的分值比例均是22%。雖然線代只佔22%的分值,但是它的複習確有一定的難度,這是因為線性代數這門學科不僅知識點多、概念多、定理多、符號多、運算規律多,而且各章節的內容也是相互縱橫交錯的,知識點之間的聯繫非常緊密。因此,廣大考生在暑期複習線性代數的時候應該將重點放在對基本概念的理解上,做到掌握基本定理的條件、結論及其應用、各種運算規律及基本題型的計算方法等。
  • 【經典書】線性代數,352頁pdf教你應該這樣學
    好的線性代數教材和資源往往能讓我們學習起來事半功倍!
  • 線性代數的非主流經典名作:《線性代數應該這樣學》
    本書是公認的闡述線性代數的經典佳作。從線性代數基礎講起,無需更多數學預備知識。拋棄晦澀難懂的行列式,從向量空間和線性映射出發描述線性算子。包含561道習題和大量示例,提高學生理解和熟練運用線性代數知識的能力並闡明線性代數的主要思想。對術語、結論、證明思路、提及的數學家做了注釋,增加行文趣味性。
  • 2021考研:線性代數怎麼複習?
    2.網狀化知識結構,提高綜合分析能力   線性代數從內容上看縱橫交錯,前後聯繫緊密,環環相扣,相互滲透,因此解題方法靈活多變,複習時應當常問自己做得對不對,再問做得好不好。只有不斷地歸納總結,努力搞清內在聯繫,使所學知識融會貫通,接口與切入點多了,熟悉了,思路自然就開闊了。
  • 2012年考研數學易混淆概念分析之線性代數(三)
    萬學海文供稿 線性代數在考研中所佔分值為
  • 清華大學將線性代數教材改為英文版
    IT之家11月4日消息 據梨視頻文化消息,近日清華大學將線性代數教材改為英文版引發網友熱議。英文版線性代數教材的作者是麻省理工學院教授Gilbert Strang,其主要內容包括行列式、矩陣、線性方程組和向量等,並且每章都配有習題。
  • 考研數學線性代數七大重點考點
    考研線性代數這門學科大體上可以分為以下幾個部分:行列式、矩陣、線性方程組、向量、特徵值與特徵向量、相似與相似對角化、二次型等。本文整理了「考研數學線性代數七大重點考點」的文章,一起學習一下吧! 一、學科工具 線代前幾個部分我們稱之為學科工具,包括:行列式、矩陣、秩。這一部分考點通常情況下是作為做後續解答題的工具而存在的,當然也可能會直接考查,以選擇題的形式單獨出現。
  • 人工智慧之ICA算法
    人工智慧機器學習有關算法內容,請參見公眾號「科技優化生活」之前相關文章。人工智慧之機器學習主要有三大類:1)分類;2)回歸;3)聚類。今天我們重點探討一下ICA算法。  ICA獨立成分分析是一種用來從多變量(多維)統計數據裡找到隱含的因素或成分的方法,被認為是PCA主成分分析(請參見人工智慧(46))和FA因子分析的一種擴展。對於盲源分離問題,ICA是指在只知道混合信號,而不知道源信號、噪聲以及混合機制的情況下,分離或近似地分離出源信號的一種分析過程。
  • 人工智慧與數據科學碩士專業申請條件及院校推薦
    隨著近年來大數據人工智慧(AI)等技術的極速發展,現今在各行各業都出現了大量的創新應用。為了培育AI和數據分析人才,香港各高校也相繼開設了人工智慧與數據科學相關專業,不但為相關行業提供高科技AI人才,也為畢業生提供更廣闊的就業空間。