2022-10-04 23:47:53 +00:00
import { Heading , Chapter , Box , ListUnordered , BringAttention as B , Idiomatic as I , UAnnotation as U , Parenthesis } from "@steffo/bluelib-react"
2022-10-03 09:38:28 +00:00
import type { NextPage , NextPageContext } from 'next'
import { Link } from '../../../components/link'
import 'katex/dist/katex.min.css' ;
import TeX from "@matejmazur/react-katex"
const r = String . raw
export async function getStaticProps ( _context : NextPageContext ) {
return {
props : { }
}
}
const Page : NextPage = ( ) = > {
return < >
< Heading level = { 2 } >
< Link href = "/year4/machinelearning" >
Machine learning
< / Link >
< / Heading >
< Chapter >
< Heading level = { 2 } >
Analisi multivariata
< / Heading >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
Spazio vettoriale
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< B > Insieme < / B > di elementi che tra loro possono essere :
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< ListUnordered >
< ListUnordered.Item >
< U > sommati < / U > : < TeX math = { r ` \ mathbf{a}+ \ mathbf{b} ` } / >
< / ListUnordered.Item >
< ListUnordered.Item >
< U > scalati < / U > : < TeX math = { r ` \ langle \ mathbf{a}, \ mathbf{b} \ rangle ` } / >
< / ListUnordered.Item >
< / ListUnordered >
< Parenthesis >
Rappresenta una generalizzazione dei concetti euclidei di < B > piano < / B > ( 2 D ) e < B > spazio < / B > ( 3 D ) .
< / Parenthesis >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Box >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
Sottospazio vettoriale
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< B > Sottoinsieme chiuso < / B > di uno spazio vettoriale .
< / p >
< p >
L ' intersezione tra due sottospazi vettoriali è essa stessa un sottospazio vettoriale .
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< / Box >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Varietà affine in < TeX math = { r ` \ mathbb{R}^n ` } / >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< B > Sottospazio vettoriale < / B > generato da < TeX math = { r ` \ mathbf{s} ` } / > e traslato di < TeX math = { r ` \ mathbf{x_0} ` } / > :
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< TeX block math = { "\\mathrm{x}(\\alpha) = \\mathbf{x_0} + \\alpha s" } / >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
2022-10-03 10:15:40 +00:00
< Parenthesis >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< p >
È l ' astrazione di una < B > retta < / B > euclidea in uno spazio vettoriale reale e multidimensionale .
< / p >
< p >
Infatti , al variare di < TeX math = { r ` \ alpha ` } / > , il vettore < TeX math = { r ` \ mathbf{x_0} ` } / > contraendosi ed esapandendosi disegna una retta .
< / p >
2022-10-03 10:15:40 +00:00
< / Parenthesis >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Box >
< / Chapter >
< Chapter >
< Box >
< Heading level = { 3 } >
Derivata direzionale unilaterale
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Limite del rapporto incrementale nella direzione < TeX math = { r ` \ mathbf{s} ` } / > per uno spazio multidimensionale :
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< TeX block math = { r ` f' ( \ mathbf{x_0}; \ mathbf{s}) = \ lim_{ \ alpha \ to 0^+} \ frac{f( \ mathbf{x_0} + \ alpha \ mathbf{s}) - f( \ mathbf{x_0})}{ \ alpha} ` } / >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Parenthesis >
< p >
< TeX math = { r ` \ mathbf{x_0} ` } / > è il punto fermo su cui viene effettuato il limite , mentre < TeX math = { r ` \ alpha \ mathbf{s} ` } / > è il vettore direzionale che viene scalato sempre più "in piccolo" .
< / p >
< / Parenthesis >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Il suo < U > opposto < / U > è :
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< TeX block math = { r ` { \ color{Orange}-}f' ( \ mathbf{x_0}; { \ color{Orange}-} \ mathbf{s}) = \ lim_{ \ alpha \ to 0^{ \ color{Orange}-}} \ frac{f( \ mathbf{x_0} + \ alpha \ mathbf{s}) - f( \ mathbf{x_0})}{ \ alpha} ` } / >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< / Box >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Derivata direzionale bilaterale
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Se < B > esistono entrambe < / B > le derivate direzionali unilaterali opposte per un dato punto e una data direzione , allora si ha una derivata direzionale < I > bilaterale < / I > :
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< TeX block math = { r ` \ frac{df( \ mathbf{x_0}; \ mathbf{s})}{d \ alpha} = f'( \ mathbf{x_0}; \ mathbf{s}) = -f'( \ mathbf{x_0}; - \ mathbf{s}) ` } / >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< / Box >
< / Chapter >
< Chapter >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< TeX math = { r ` i ` } / > - esima derivata parziale
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< B > Derivata direzionale bilaterale < / B > nella direzione dell ' < TeX math = { r ` i ` } / > - esimo vettore della < B > base canonica < / B > < TeX math = { r ` \ mathbf{e} ` } / > :
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< p >
< TeX block math = { r ` \ frac{{ \ color{Orange} \ delta}f( \ mathbf{x_0}; { \ color{Orange} \ mathbf{e_i}})}{{ \ color{Orange} \ delta} \ alpha} = f'( \ mathbf{x_0}; { \ color{Orange} \ mathbf{e_i}}) = -f'( \ mathbf{x_0}; -{ \ color{Orange} \ mathbf{e_i}}) ` } / >
< / p >
< Parenthesis >
< p >
Ovvero la pendenza lungo uno degli < B > assi < / B > .
< / p >
< / Parenthesis >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Box >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
Gradiente
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< B > Vettore < / B > contenenti tutte le derivate parziali di una funzione rispetto a ogni elemento della base canonica :
< / p >
< p >
< TeX block math = { r ` \ nabla f(x_0) = \ left( \ begin{matrix}
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x_0 } ; \ mathbf { e_ { \ color { Orange } 0 } } ) } { \ delta \ alpha } \ \
\ \
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x_0 } ; \ mathbf { e_ { \ color { Orange } 1 } } ) } { \ delta \ alpha } \ \
\ \
\ vdots \ \
\ \
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x_0 } ; \ mathbf { e_ { \ color { Orange } n } } ) } { \ delta \ alpha }
\ end { matrix } \ right ) ` }/>
< / p >
< p >
Se il gradiente < B > esiste < / B > , allora la funzione è < B > differenziabile < / B > in < TeX math = { r ` \ mathbf{x_0} ` } / > .
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Se il gradiente è < B > continuo < / B > , allora la funzione è < B > regolare < / B > in < TeX math = { r ` \ mathbf{x_0} ` } / > .
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< / Box >
< / Chapter >
< Chapter >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Hessiana
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Heading >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Parenthesis todo >
Migliorare la definizione .
< / Parenthesis >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< B > Matrice quadrata < / B > che applica alla derivata parziale un ' altra derivata parziale :
< / p >
< p >
< TeX block math = { r ` H(x) = \ nabla^2 f( \ mathbf{x}) = \ left( \ begin{matrix}
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 1 } } x_ { { \ color { Orange } 1 } } } &
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 1 } } x_ { { \ color { Orange } 2 } } } &
\ dots &
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 1 } } x_ { { \ color { Orange } n } } } \ \
\ \
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 2 } } x_ { { \ color { Orange } 1 } } } &
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 2 } } x_ { { \ color { Orange } 2 } } } &
\ dots &
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 2 } } x_ { { \ color { Orange } n } } } \ \
\ \
\ vdots &
\ vdots &
\ ddots &
\ vdots \ \
\ \
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } n } } x_ { { \ color { Orange } 1 } } } &
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } n } } x_ { { \ color { Orange } 2 } } } &
\ dots &
\ frac { \ delta f ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } n } } x_ { { \ color { Orange } n } } } &
\ end { matrix } \ right ) ` }/>
< / p >
< p >
Dà informazioni sulla < B > curvatura < / B > .
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Parenthesis >
< p >
L ' astrazione multidimensionale della < B > derivata seconda < / B > .
< / p >
< / Parenthesis >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Box >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Iacobiana
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
In una funzione che < B > restituisce vettori < / B > , è una < B > matrice quadrata < / B > costituita dal gradiente nei confronti di ogni elemento del vettore restituito :
< / p >
< p >
< TeX block math = { r ` J_f(x) = \ nabla f( \ mathbf{x})^{T} = \ left( \ begin{matrix}
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } 1 } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 1 } } } &
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } 1 } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 2 } } } &
\ dots &
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } 1 } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } n } } } \ \
\ \
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } 2 } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 1 } } } &
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } 2 } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 2 } } } &
\ dots &
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } 2 } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } n } } } \ \
\ \
\ vdots &
\ vdots &
\ ddots &
\ vdots \ \
\ \
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } m } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 1 } } } &
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } m } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 1 } } } &
\ dots &
\ frac { \ delta f_ { { \ color { Orange } m } } ( \ mathbf { x } ) } { \ delta x_ { { \ color { Orange } 1 } } }
\ end { matrix } \ right ) ` }/>
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< / Box >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< / Chapter >
< Chapter >
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Calcolo dell ' inclinazione
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Usando le proprietà della moltiplicazione matriciale , la < B > direzione < / B > < TeX math = { r ` \ mathbf{s} ` } / > che ci interessa e il < B > gradiente < / B > < TeX math = { r ` \ nabla ` } / > , possiamo trovare in modo semplice tutte le derivate direzionali , l ' < I > inclinazione < / I > della funzione :
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< TeX block math = { r ` s^T { \ color{Orange} \ nabla f(x( \ alpha))} = s^T { \ color{Orange}g} ` } / >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< / Box >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< Box >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< Heading level = { 3 } >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
Calcolo della curvatura
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / Heading >
< p >
2022-10-04 23:49:16 +00:00
Come per l 'inclinazione, sfruttando la <B>direzione</B> <TeX math={r`\mathbf{s}`}/> che ci interessa e l' < B > Hessiana < / B > < TeX math = { r ` \ nabla^2 f(x( \ alpha)) ` } / > , possiamo trovare in modo semplice tutte le derivate seconde , la < I > curvatura < / I > della funzione :
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< p >
2022-10-04 23:47:53 +00:00
< TeX block math = { r ` s^T { \ color{Orange} \ nabla^2 f(x( \ alpha))} s = s^T { \ color{Orange}H} s ` } / >
2022-10-03 09:38:28 +00:00
< / p >
< / Box >
< / Chapter >
< / >
}
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