梯度下降法能做毕业论文吗

本文主要是为了讲解 梯度下降法 的原理和实践， 至于什么是梯度下降法， 他能做什么， 相信百度一下你就都知道了， 所以下面进入正题 梯度下降法主要是用来求解某个方程的最小值， 这里我们以 凹一元二次方程 为例。 这里我们用到 matplotlib 和 numpy ， 如果你对这两个库不了解也没关系， 我们主要是借助它来进行讲解， 不会过多涉及相关的东西 这里我们首先明确两个概念： 本文讲的并不如何易懂 和 通俗， 不过因为 一元二次的 梯度应该是相对很容易的， 所以这里也就不啰嗦了， 梯度下降其实也不外呼这个原理， 只是可能损失函数会不太一样， 那么梯度函数也就跟着不太一样了， 但是到最后都是通过这两个函数来进行迭代达到最后的标准求出最优解 梯度下降法容易陷入局部最优解的而达不到全局最优解， 所以可能需要随机选取多个起始点进行梯度迭代， 这样 全量的梯度下降法 也叫做 批量梯度下降法 对于多元二次方程， 因为多元会使得 批量梯度下降法 的梯度函数计算的非常缓慢， 所以可以采用随机梯度下降， 并且随机梯度下降 不容易 陷入局部最优解的的陷阱， 所谓的随机梯度就是每次计算梯度的时候随机选取一个样本进行迭代来实现， 但是因为单一样本的偶然性比较大， 并且其最后不一定能达到最小值， 所以一般也是采取折中的 小批量梯度下降法， 即可以随机抽取一部分样本进行迭代。 值得注意的是使用随机梯度下降的时候， 我们的 学习率 就不能取一个固定值， 这一点从上面的轨迹图可见一般， 越是接近底部，其变化应该是越来越小的， 如果 学习率 还是一开始的那样， 会使得最终的结果在真正的最小值附件徘徊， 很难得到一个比较精确的值。 这里可以参考下 模拟退火 的思想, 顺便我们可以看下随机梯度下降的 学习率 公式： a/(b+迭代次数) 其中 a 和 b 是作为参数来调节 学习率，使得其更适合进行迭代的计算

梯度下降法是一个最优化算法，通常也称为最速下降法。

最速下降法是求解无约束优化问题最简单和最古老的方法之一，虽然现已不具有实用性，但是许多有效算法都是以它为基础进行改进和修正而得到的。最速下降法是用负梯度方向为搜索方向的，最速下降法越接近目标值，步长越小，前进越慢。

可以用于求解非线性方程组。

简介

梯度下降是迭代法的一种，可以用于求解最小二乘问题（线性和非线性都可以）。在求解机器学习算法的模型参数，即无约束优化问题时，梯度下降（Gradient Descent）是最常采用的方法之一，另一种常用的方法是最小二乘法。

在求解损失函数的最小值时，可以通过梯度下降法来一步步的迭代求解，得到最小化的损失函数和模型参数值。反过来，如果我们需要求解损失函数的最大值，这时就需要用梯度上升法来迭代了。

在机器学习中，基于基本的梯度下降法发展了两种梯度下降方法，分别为随机梯度下降法和批量梯度下降法。

梯度下降法的介绍如下：

定义

梯度下降法（Gradient descent，简称GD）是一阶最优化算法。要使用梯度下降法找到一个函数的局部极小值，必须向函数上当前点对应梯度（或者是近似梯度）的反方向的规定步长距离点进行迭代搜索。如果相反地向梯度正方向迭代进行搜索，则会接近函数的局部极大值点，这个过程则被称为梯度上升法。

用途

梯度下降法是迭代法的一种，可以用于求解最小二乘问题（线性和非线性都可以）。在求解机器学习算法的模型参数，即无约束优化问题时，梯度下降法和最小二乘法是最常采用的方法。在求解损失函数的最小值时，可以通过梯度下降法来迭代求解，得到最小化的损失函数和模型参数值。反过来，如果我们需要求解损失函数的最大值，这时就需要用梯度上升法来迭代了。在机器学习中，基于基本的梯度下降法发展了两种常用梯度下降方法，分别为随机梯度下降法和批量梯度下降法。

原理

在当前位置求偏导，即梯度，正常的梯度方向类似于上山的方向，是使值函数增大的，下山最快需使最小，从负梯度求最小值，这就是梯度下降。梯度上升是直接求偏导，梯度下降则是梯度上升的负值。由于不知道怎么下山，于是需要走一步算一步，继续求解当前位置的偏导数。这样一步步的走下去，当走到了最低点，此时我们能得到一个近似最优解。

在当前位置求偏导，即梯度，正常的梯度方向类似于上山的方向，是使值函数增大的，下山最快需使最小，从负梯度求最小值，这就是梯度下降。梯度上升是直接求偏导，梯度下降则是梯度上升的负值。由于不知道怎么下山，于是需要走一步算一步，继续求解当前位置的偏导数。这样一步步的走下去，当走到了最低点，此时我们能得到一个近似最优解。

可以看出梯度下降有时得到的是局部最优解，如果损失函数是凸函数，梯度下降法得到的解就是全局最优解。