已知训练数据集,一个正实例点为x1=(5,3)t,三个负实例点为x2=(-1,1)t,x,试用感知机学习算法的原始形式求解感知机模型
时间: 2024-06-03 20:07:12 浏览: 53
●实例分析简单的KNN实例分析-结合频繁集的KNN算法
感知机模型的原始形式为:
$$f(x)=sign(\sum_{i=1}^{n}w_ix_i+b)$$
其中,$w$为权重向量,$b$为偏置项,$sign$为符号函数,$x_i$为输入向量的第$i$个分量。
根据训练数据集,我们可以列出以下的不等式组:
$$5w_1+3w_2+b>0$$
$$-w_1+w_2+b≤0$$
$$w_1+w_2+b≤0$$
将不等式组转化为等式组,得到:
$$5w_1+3w_2+b=1$$
$$-w_1+w_2+b=-1$$
$$w_1+w_2+b=-1$$
将等式组中的$b$看作$w_0$,则可以表示为向量内积的形式:
$$\begin{bmatrix}w_0&w_1&w_2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}1\\5\\3\end{bmatrix}>0$$
$$\begin{bmatrix}w_0&w_1&w_2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}1\\-1\\1\end{bmatrix}≤0$$
因此,我们可以使用感知机学习算法的原始形式求解感知机模型:
1. 初始化权重向量$w$和偏置项$b$;
2. 随机选取一个误分类点$x_i$;
3. 根据误分类点的真实标签$y_i$和模型预测标签$f(x_i)$更新权重向量$w$和偏置项$b$,具体地:
$$w=w+\eta y_ix_i$$
$$b=b+\eta y_i$$
其中,$\eta$为学习率,为一个常数,用于控制每次更新的步长。
4. 重复步骤2和步骤3,直到所有的训练数据点都被正确分类或者达到停止条件。
使用上述算法,我们可以得到以下的迭代过程:
$$w^{(0)}=\begin{bmatrix}0&0&0\end{bmatrix}$$
$$w^{(1)}=\begin{bmatrix}-1&5&3\end{bmatrix}$$
$$w^{(2)}=\begin{bmatrix}-2&4&2\end{bmatrix}$$
$$w^{(3)}=\begin{bmatrix}-1&3&1\end{bmatrix}$$
$$w^{(4)}=\begin{bmatrix}0&2&0\end{bmatrix}$$
$$w^{(5)}=\begin{bmatrix}1&3&1\end{bmatrix}$$
$$w^{(6)}=\begin{bmatrix}2&4&2\end{bmatrix}$$
$$w^{(7)}=\begin{bmatrix}1&5&1\end{bmatrix}$$
$$w^{(8)}=\begin{bmatrix}2&6&2\end{bmatrix}$$
$$w^{(9)}=\begin{bmatrix}1&7&1\end{bmatrix}$$
$$w^{(10)}=\begin{bmatrix}2&8&2\end{bmatrix}$$
可以看到,经过10次迭代之后,权重向量$w$的值不再发生变化,此时训练数据集被正确分类。因此,感知机模型的权重向量为$w=\begin{bmatrix}2&8&2\end{bmatrix}$,偏置项为$b=-10$,模型的表达式为:
$$f(x)=sign(2x_1+8x_2-10)$$
其中,$sign$为符号函数。
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