Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
機械学習も筋肉が大事?意外と知らない数学
Search
Kimikazu Kato
September 11, 2019
Technology
0
1k
機械学習も筋肉が大事?意外と知らない数学
2019/9/11 みんなのPython勉強会でしゃべったときの資料です。
機械学習の話も筋肉の話もせず、ただひたすら数学の話をしました。
Kimikazu Kato
September 11, 2019
Tweet
Share
More Decks by Kimikazu Kato
See All by Kimikazu Kato
あなたの知らないNumPyの世界〜2025年版NumPy怪談〜
hamukazu
0
150
PyTorchの最近の動向
hamukazu
0
830
Python 3.11: What changed in math?
hamukazu
0
530
レコメンデーションシステムのキホン
hamukazu
4
950
機械学習の中身を理解する
hamukazu
28
10k
機械学習に役立つ数学
hamukazu
11
6.4k
Pythonと数学と 多面体とペーパークラフトとベルヌーイと長門屋と田宮模型と私
hamukazu
1
1.8k
Other Decks in Technology
See All in Technology
僕、S3 シンプルって名前だけど全然シンプルじゃありません よろしくお願いします
yama3133
1
100
楽しく学ぼう!コミュニティ入門 AWSと人が つむいできたストーリー
hiroramos4
PRO
1
180
Security Diaries of an Open Source IAM
ahus1
0
210
新職業『オーケストレーター』誕生 — エージェント10体を同時に回すAgentOps
gunta
4
1.7k
越境する組織づくり ─ 多様性を前提にしたチームビルディングとリードの実践知
kido_engineer
2
160
マルチロールEMが実践する「組織のレジリエンス」を高めるための組織構造と人材配置戦略
coconala_engineer
3
670
マルチアカウント環境でSecurity Hubの運用!導入の苦労とポイント / JAWS DAYS 2026
genda
0
230
Abuse report だけじゃない。AWS から緊急連絡が来る状況とは?昨今の攻撃や被害の事例の紹介と備えておきたい考え方について
kazzpapa3
1
330
「Blue Team Labs Online」入門 - みんなで挑むログ解析バトル
v_avenger
0
130
白金鉱業Meetup_Vol.22_Orbital Senseを支える衛星画像のマルチモーダルエンベディングと地理空間のあいまい検索技術
brainpadpr
2
270
開発組織の課題解決を加速するための権限委譲 -する側、される側としての向き合い方-
daitasu
5
340
組織全体で実現する標準監視設計
yuobayashi
2
440
Featured
See All Featured
Primal Persuasion: How to Engage the Brain for Learning That Lasts
tmiket
0
290
The Spectacular Lies of Maps
axbom
PRO
1
600
Chasing Engaging Ingredients in Design
codingconduct
0
130
Leading Effective Engineering Teams in the AI Era
addyosmani
9
1.7k
YesSQL, Process and Tooling at Scale
rocio
174
15k
The AI Search Optimization Roadmap by Aleyda Solis
aleyda
1
5.4k
Information Architects: The Missing Link in Design Systems
soysaucechin
0
820
Game over? The fight for quality and originality in the time of robots
wayneb77
1
130
The Myth of the Modular Monolith - Day 2 Keynote - Rails World 2024
eileencodes
26
3.4k
From π to Pie charts
rasagy
0
150
Marketing Yourself as an Engineer | Alaka | Gurzu
gurzu
0
150
How STYLIGHT went responsive
nonsquared
100
6k
Transcript
ػցֶशے͕େࣄʁ ҙ֎ͱΒͳֶ͍ ΈΜͳͷPythonษڧձ @ΫϦʔΫɾΞϯυɾϦόʔ 2019/9/11 Ճ౻ެҰ
ͻͲ͍
ࣗݾհ ࢯ໊ɿՃ౻ެҰʢ͔ͱ͏͖Έ͔ͣʣ ॴଐɿιϑτόϯΫגࣜձࣾʢࠓ7݄Ҡ੶ʣ Twitterɿ@hamukazu ࣄɿػցֶशͷΞϧΰϦζϜΛߟ͑Δ͜ͱ झຯɿےτϨ
Ṗͷ҉߸ SQ: 120 BP: 100 DL: 90 ʢීஈͷτϨʔχϯάͰͷɺmaxࢼͨ͜͠ͱͳ͍ʣ
ຊͷհ ॻ͖·ͨ͠ʂ म͠·ͨ͠ʂ https://bit.ly/mlessence https://bit.ly/mlzukan
ۙگ ࣾͰʮػցֶशͷΤοηϯεʯΛಡΉษڧձΛ։࠵ͯ͠· ͢ɻ ༰ࠓͷͱ͜Ζ΄΅ֶͷߨٛɻ
ࠓͷ ֶʹؔ͢Δ͜ͱͰɺ • ීஈ͔Β࣭Λड͚Δ͕ʮػցֶशͷΤοηϯεʯͰॻ͖ ͖Εͳ͔ͬͨ͜ͱ • ʮػցֶशͷΤοηϯεʯͷಡऀ͔Βड͚࣭ͨ
ॳڃฤ
Q: 0÷0Ͳ͏ͳΓ·͔͢ʁ A: ʮఆٛ͞Ε͍ͯͳ͍ʯͰ͢
ׂΓࢉͱͳΜͰ͔͋ͬͨ 6 ÷ 3 3 × ɹ= 6 ͱ ͷ˘ʹ͍ΔͷΛٻΊΑͷҙຯ
༩͑ΒΕͨa, bʹ͍ͭͯ b × x = a Λຬͨ͢x͕།Ұଘࡏ͢Δͱ͖ͦΕΛ a ÷ b ͱॻ͘ ͱͳΔx།ҰͰͳ͍ͷͰ0÷0ఆٛ͞Εͯͳ͍ʢundefinedʣ 0 × x = 0
Α͋͘Δؒҧ͍ https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q117470996 ͷղෆఆʢͳΜͰ͍͍ʣ 0 × x = 0 ํఔࣜ ղͳ͠ʢෆೳʣ
0 × x = 1 ํఔࣜ 0÷0ͱ1÷0undefined ํఔࣜͷղΛग़͢͜ͱͱɺԋࢉͷఆٛผ
ڭ܇ɿ ఆٛʹΔͷେࣄ
Q: ແݶʢ∞ʣͳͷͰ͔͢ʁ A: ʮʯͰͳ͍ͱΈΔͷ͕ҰൠతͰ͢ ∞ ∉ ℝ
∞͕ͩͱࢥ͏ͱ͍Ζ͍Ζͱෆ߹͕ى͜Δ ྫ͑ ∞ − ∞ ͕ҰҙʹܾΊΒΕͳ͍ Ͱ lim x→+0 1
x = ∞ ͬͯͲ͏͍͏͜ͱʁ lim x→+0 1 x ∞ Λܭࢉͨ͠ʮ݁Ռʯ͕͋ͬͯɺͦͷ݁Ռͱ ͍͠ͱ͍͏ҙຯͰͳ͍ʂ ͕ ͜ͷ߸͕͍͜͠ͱΛද͍ͯ͠ΔͷͰͳ͘ɺ ʮ=∞ʯ·ͰؚΊͯܗ༰ࢺͷΑ͏ͳͷͩͱࢥ͏ͱΑ͍ɻ
lim x→+0 f(x) = ∞ R ∈ ℝ δ ∈
ℝ 0 < x < δ f(x) > R ͷਖ਼֬ͳఆٛ ʮҙͷ ʹ͍ͭͯ ͕ଘࡏͯ͠ ͳΒ Ͱ͋Δʯ ҎԼɺԿݴͬͯΔ͔Θ͔Βͳ͍ਓͷͨΊͷऍ 2ਓʹΑΔήʔϜΛߟ͑Δ ϓϨΠϠAɿ࣮ R ΛҰͭબΜͰఏࣔ͢Δ ϓϨΠϠBɿϓϨΠϠAͷఏࣔͷ͋ͱʹ࣮ δ ΛҰͭબΜͰఏࣔ͢Δ 0 < x < δ f(x) > R ͳΒ ʯ ͜ͷͱ໋͖ʮ ͕ΓཱͯϓϨʔϠBͷউͪ lim x→+0 f(x) = ∞ Ͱ͋Δͱɺͭ·ΓϓϨΠϠB͕ඞউͰ͋Δ͜ͱ ʢϓϨΠϠA͕Ұੜݒ໋ҙѱͯ͠উͯͳ͍ʣ ϧʔϧɿ
ҙ ֶͱ࣮ผ >>> 0/0 Traceback (most recent call last): File
"<stdin>", line 1, in <module> ZeroDivisionError: division by zero >>> import numpy as np >>> np.float64(0)/np.float64(0) nan >>> np.inf inf >>> np.inf+1 inf >>> np.inf-1 inf ͱ͘ʹແݶΛࡶʹѻ͏ͱཧతໃ६ͷͱʹͳΓ͕ͪ
Q: ͳͥ a1 2 = a A: ࢦ͕ࣗવͷ߹ͷ๏ଇ͔Β ࣗવʹఆٛ͞ΕͨͷͰ͢ a−1
= 1 a Ͱ ͳͷʁ
ax × ay = ax+y ࢦ๏ଇ ax ÷ ay =
ax−y (ax)y = axy ͜Ε͕ɺx, y͕ࣗવͷͱ͖ΓཱͭͷΘ͔Δ 22 × 23 = (2 × 2) × (2 × 2 × 2) = 25 25 ÷ 23 = 2 × 2 × 2 × 2 × 2 2 × 2 × 2 = 22 (22)3 = (2 × 2) × (2 × 2) × (2 × 2) = 26 (1) (2) (3) ࢦ๏ଇ͕x, y͕ࣗવҎ֎ͰΓཱͭΑ͏ʹͯ͠ΈΔ a2 ÷ a2 = 1 a2 ÷ a2 = a2−2 = a0 ҰํͰ(2)ΑΓ Αͬͯ a0 = 1 1 a = 1 ÷ a = a0 ÷ a1 = a0−1 ʢ(2)ΑΓʣ = a−1 ྫɿ (a1 2)2 = a1 2 ×2 ʢ(3)ΑΓʣ = a1 = a Αͬͯ ͱɺ2ͯ͠ ʹͳΔ a1 2 a a1 2 = a ͭ·Γ ʢx͕࣮ͷͱ͖ͷ ɺ ax a > 0 ͷͱ͖ʹݶఆʣ
͜͜ͰͷετʔϦʔɿ ͱͱɹɹx͕ࣗવͷͱ͖ͷΈΛߟ͍͑ͯͨ ࣗવͷͱ͖ʹΓཱ͍ͬͯͨ๏ଇ͕ΓཱͭΑ͏ʹɺ ࣮ͷͱ͖ʹ֦ுͨ͠ ͜ͷΑ͏ʹɺݶఆతͳൣғͰߟ͑ΒΕ͍ͯͨͷΛɺ ͦΕ·Ͱͷ๏ଇ͕ΓཱͭΑ͏ʹ֦ு͢Δͱ͍͏͜ͱ ͕Α͋͘Δ ax ͜͏͍͏ͷɺֶͰ ʮʙͷ֓೦ͷࣗવͳ֦ுʯ
ͱݴͬͨΓ͢Δɻ
্ڃฤ
Q: ೋ࣍ܗࣜͷϔοηߦྻͷܭࢉ͕Θ͔Γ·ͤΜ ʢʮػցֶशͷΤοηϯεʯp168ʣ A: ͖ͪΜͱ͝ͱʹҙࣝͯ͠ܭࢉ͠·͠ΐ͏ ҎԼॻ੶ΑΓஸೡʹઆ໌͠·͢
f(x) = xT Ax ͷͱ͖ͷ ∇2f ΛٻΊ͍ͨ f(x) = n
∑ i=1 n ∑ j=1 aij xi xj ͳͷͰɺ͜ΕΛ Ͱภඍ͍ͨ͠ xk (k = 1,2,…, n) A͕ରশߦྻͱͯ͠ i ≠ k, j ≠ k ͷͱ͖ ∂ ∂xk (aij xi xj ) = 0 ͋ͱɺi, jͷҰํ͕kͷͱ͖ɺ྆ํ͕kͷͱ͖ʹ ͚ͯܭࢉ͢ΕΑ͍
∂f ∂xk = ∂ ∂xk akk x2 k + ∑
j≠k aik xi xk + ∑ i≠k akj xk xj = 2akk xk + ∑ j≠k aik xi + ∑ i≠k akj xj = 2akk xk + ∑ j≠k aki xi + ∑ i≠k akj xj = 2akk xk + 2∑ j≠k aki xi = 2 n ∑ i=1 aki xi ∇f = 2∑n i=1 a1i xi 2∑n i=1 a2i xi ⋮ 2∑n i=1 ani xi = 2Ax ↑͜͜ͰA͕ରশͰ͋Δ͜ͱΛͬͨ ∇2f ͱɺ ∇f ͷ֤Λ xl (l = 1,2,…, n) Ͱภඍͨ͠ͷ
∂ ∂xl ( 2 n ∑ i=1 aki xi) ∂
∂xl (aki xi) = 0 i ≠ l ͷͱ͖ Λܭࢉ͍ͨ͠ɻ ͳͷͰ ͷͱ͖͚ͩΛߟྀ͢ΕΑ͍ i = l ∂ ∂xl ( 2 n ∑ i=1 aki xi) = ∂ ∂xl (2akl xl) = 2akl ∇f ͜Εɺ ͷk൪ͷΛ xl Ͱภඍͨ͠ͷͳͷͰ ͭ·Γ ∇2f ͷ (k, l) ∇2f ͷ ͕ (k, l) ͭ·Γ 2akl ͱ͍͏͜ͱ ∇2f = 2A
Q: ࠷খೋ๏ͷܭࢉ A: ͖͞΄Ͳͷܭࢉ͕ʹཱͪ·͢ E(w) = ∥y − Xw∥2 ͷͱ͖
∇E = − 2XTy + XT Xw ͕Θ͔Γ·ͤΜɻ ʢˡ࣮͜ͷεϥΠυͷ४උதʹޡ২͕ݟ͔ͭͬͨʣ
E(w) = ∥y − Xw∥2 = (y − Xw) T
(y − Xw) = (yT − (Xw)T) (y − Xw) = (yT − wT XT) (y − Xw) = yTy − yT Xw − wT XTy + wT XT Xw ∇E = − 2XTy + 2XT Xw ∇(yT Xw) = XTy ∇(wT XTy) = XTy } ∇(wT XT Xw) = 2XT Xw ࣗͰܭࢉͯ͠ΈΑ͏ ʢͦΜͳʹ͘͠ͳ͍ͣʣ ͖͞΄Ͳͷೋ࣍ܗࣜͷܭࢉͱಉ͡ Αͬͯ
·ͱΊ • ఆٛʹͬͯߟ͑Δ͜ͱ͕༗ޮͳ͜ͱ͋Δ • ֶͷཧͱίϯϐϡʔλ্ͷ࣮ผ • ʮࣗવͳ֦ுʯͷߟ͑ํΛ͓ͬͯ͜͏ • ϔοηߦྻͷܭࢉɺҰͭҰͭΛߟ͑ΔͱͦΕ΄Ͳ ͘͠ͳ͍͔Αʢʁʣ