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【数学基础】一份非常适合人工智能学习的高等数学基础材料中文版 (国内教材精华)...

时间:2024-06-02 06:30:54

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【数学基础】一份非常适合人工智能学习的高等数学基础材料中文版 (国内教材精华)...

机器学习,需要一定的数学基础,需要掌握的数学基础知识特别多,如果从头到尾开始学,估计大部分人来不及,我建议先学习最基础的数学知识,基础知识可以分为高等数学、线性代数、概率论与数理统计三部分,我整理了相关数学基础资料:

源文件下载:

/fengdu78/Data-Science-Notes/tree/master/0.math

内容简介

一、斯坦福大学CS229数学基础

这是斯坦福大学 CS 229 机器学习课程的基础材料,是斯坦福各大人工智能课程的数学基础,对人工智能课程做了优化,强烈推荐!!

我们对原始教程进行了翻译,翻译版本做成了在线阅读版本。

(点击查看:1.线性代数,2.概率论

二、国内大学的数学基础教材精华

这个是我考研考博时候整理的中文教材的资料,分为高等数学、线性代数、概率论与数理统计三部分,我把和机器学习相关的数学知识进行了整理,进行公布。

本文是高等数学部分,建议收藏慢慢看。

高等数学

1.导数定义:

导数和微分的概念

(1)

或者:

(2)

2.左右导数导数的几何意义和物理意义

函数在处的左、右导数分别定义为:

左导数:

右导数:

3.函数的可导性与连续性之间的关系

Th1: 函数在处可微在处可导

Th2: 若函数在点处可导,则在点处连续,反之则不成立。即函数连续不一定可导。

Th3:存在

4.平面曲线的切线和法线

切线方程 :

法线方程:

5.四则运算法则

设函数]在点可导则

(1)

(2)

(3)

6.基本导数与微分表

(1)(常数)

(2)(为实数)

(3)特例:

(4)

特例:

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

7.复合函数,反函数,隐函数以及参数方程所确定的函数的微分法

(1) 反函数的运算法则: 设在点的某邻域内单调连续,在点处可导且,则其反函数在点所对应的处可导,并且有

(2) 复合函数的运算法则:若在点可导,而在对应点()可导,则复合函数在点可导,且

(3) 隐函数导数的求法一般有三种方法:

1)方程两边对求导,要记住是的函数,则的函数是的复合函数.例如,,,等均是的复合函数. 对求导应按复合函数连锁法则做.

2)公式法.由知,其中,,分别表示对和的偏导数

3)利用微分形式不变性

8.常用高阶导数公式

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)莱布尼兹公式:若均阶可导,则,其中,

9.微分中值定理,泰勒公式

Th1:(费马定理)

若函数满足条件:

(1)函数在的某邻域内有定义,并且在此邻域内恒有或,

(2)在处可导,则有

Th2:(罗尔定理)

设函数满足条件:

(1)在闭区间上连续;

(2)在内可导;

(3);

则在内一存在个,使

Th3: (拉格朗日中值定理)

设函数满足条件:

(1)在上连续;

(2)在内可导;

则在内一存在个,使

Th4: (柯西中值定理)

设函数,满足条件: (1) 在上连续;

(2) 在内可导且,均存在,且

则在内存在一个,使

10.洛必达法则

法则 Ⅰ (型)

设函数

满足条件:

;

在的邻域内可导,(在处可除外)且;

存在(或)。

则:。 法则(型)

设函数

满足条件:

;

存在一个,当时,可导,且;存在(或)。

则:

法则 Ⅱ(型)

设函数满足条件:;

在的邻域内可导(在处可除外)且;存在(或)。

同理法则(型)仿法则可写出。

11.泰勒公式

设函数在点处的某邻域内具有阶导数,则对该邻域内异于的任意点,在与之间至少存在 一个,使得:

其中称为在点处的阶泰勒余项。

令,则阶泰勒公式……(1)

其中,在 0 与之间.(1)式称为麦克劳林公式

常用五种函数在处的泰勒公式

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

12.函数单调性的判断

Th1:

设函数在区间内可导,如果对,都有(或),则函数在内是单调增加的(或单调减少)

Th2:

(取极值的必要条件)设函数在处可导,且在处取极值,则。

Th3:

(取极值的第一充分条件)设函数在的某一邻域内可微,且(或在处连续,但不存在。)

(1)若当经过时,由“+”变“-”,则为极大值;

(2)若当经过时,由“-”变“+”,则为极小值;

(3)若经过的两侧不变号,则不是极值。

Th4:

(取极值的第二充分条件)设在点处有,且,则 当时,为极大值; 当时,为极小值。 注:如果,此方法失效。

13.渐近线的求法

(1)水平渐近线 若,或,则

称为函数的水平渐近线。

(2)铅直渐近线 若,或,则

称为的铅直渐近线。

(3)斜渐近线 若,则称为的斜渐近线。

14.函数凹凸性的判断

Th1:(凹凸性的判别定理)若在 I 上(或),则在 I 上是凸的(或凹的)。

Th2:(拐点的判别定理 1)若在处,(或不存在),当变动经过时,变号,则为拐点。

Th3:(拐点的判别定理 2)设在点的某邻域内有三阶导数,且,,则为拐点。

15.弧微分

16.曲率

曲线在点处的曲率。 对于参数方程

17.曲率半径

曲线在点处的曲率与曲线在点处的曲率半径有如下关系:。

本文首发于“机器学习初学者”公众号

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