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机器学习中的线性代数:关于常用操作的新手指南

GPU 是并行操作整个矩阵中的各个像素,而不是一个接一个地去处理单个像素。 向量 向量是关于数字或数据项的一维数组的表示。从几何学上看,向量将潜在变化的大小和方向存储到一个点。...y = np.array([1,2,3]) x = np.array([2,3,4]) np.dot(y,x) = 20 Hadamard乘积 Hadamard 乘积是元素相乘,它的输出是一个向量。...矩阵的 Hadamard 乘积 Matrix Hadamard product 矩阵的Hadamard 乘积是一个元素运算,就像向量一样。对应位置的值相乘产生新的矩阵。...步骤 矩阵的乘法依赖于点积与各个行列元素的组合。 以下图为例(取自 Khan学院的线性代数课程),矩阵 C中的每个元素都是矩阵 A 中的行与矩阵B中的列的点积。...用这些例子自我测试下 使用 numpy 做矩阵乘法 Numpy 使用函数 np.dot(A,B) 做向量和矩阵的乘法运算。

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    Numpy中常用的10个矩阵操作示例

    这是通过将每个向量中相应的元素相乘并将所有这些乘积相加来计算的。在numpy中,向量被定义为一维numpy数组。 为了得到内积,我们可以使用np.inner()。...对于1维向量np.dot()和np.inner()是相同的两者都给出了相同的结果(np文档中有详细描述,大意是对于2-D数组,它等效于矩阵乘法,对于1-D数组,其等效于向量的内积)。...点积 Dot product 点积是为矩阵定义的。它是两个矩阵中相应元素的乘积的和。为了得到点积,第一个矩阵的列数应该等于第二个矩阵的行数。 有两种方法可以在numpy中创建矩阵。...当使用*操作符将两个ndarray对象相乘时,结果是逐元素相乘。另一方面,当使用*操作符将两个矩阵对象相乘时,结果是点(矩阵)乘积,相当于前面的np.dot()。...迹 Trace 迹是方阵中对角线元素的和。有两种方法来计算迹。我们可以简单地使用ndarray对象的trace()方法,或者先获取对角线元素,然后再获取和。

    2.1K20

    NumPy进阶修炼|矩阵操作20题

    = b) 27 数据计算 题目:对a和b做矩阵乘法 难度:⭐⭐ 答案 np.dot(a,b) 28 数据计算 题目:计算a和b对应元素相乘 难度:⭐⭐ 答案 print(np.multiply(a,...(result) 30 数据计算 题目:矩阵求逆(使用21题生成的矩阵) 难度:⭐⭐ 答案 np.linalg.inv(result) 31 数据计算 题目:将22与23题生成的np.array对象修改为...np.matrix对象 难度:⭐⭐ 答案 a = np.matrix(a) b = np.matrix(b) 32 数据计算 题目:计算上一题生成的两个np.matrix格式矩阵的对应元素乘积(对比异同...) 难度:⭐⭐ 答案 np.multiply(a,b) 33 数据计算 题目:对31题生成的两个np.matrix格式矩阵做矩阵乘法(对比异同) 难度:⭐⭐ 答案 a * b 34 数据计算 题目:...难度:⭐⭐ 答案 np.argwhere(new > 1) 38 数据修改 题目:将new中大于1的元素修改为8 难度:⭐⭐ 答案 new[new > 1] = 8 39 数据计算 题目:对new

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    深度学习中的基础线代知识-初学者指南

    向量乘法 向量乘法有两种类型:点积和 Hadamard乘积 。 点积 两个向量的点积是一个标量。 向量和矩阵的点积(矩阵乘法)是深度学习中最重要的操作之一。...y = np.array([1,2,3]) x = np.array([2,3,4]) np.dot(y,x) = 20 Hadamard乘积 Hadamard乘积 是元乘法,它的输出是一个向量。...简单地将标量应用于矩阵中的每个元素进行 加,减,乘,除等操作。 Matrix scalar addition 矩阵单元操作 为了对两个矩阵进行加,减或除法,它们必须具有相等的维度。...矩阵Hadamard乘积 矩阵的 Hadamard 乘积是一个元素运算,就像向量一样。 相应位置的值通过乘法运算来产生一个新的矩阵。...  M × N 矩阵和 N × K 矩阵的乘积是 M × K 矩阵。 新矩阵取第一个矩阵的行和第二个矩阵的列。 步骤 矩阵乘法依赖于点积与行列元素的各种组合。

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    推荐系统中的隐因子模型详解

    这种模型通过矩阵分解的方式,将用户-物品交互矩阵分解为用户特征矩阵和物品特征矩阵的乘积,从而揭示用户与物品之间的隐含关系。隐因子模型不仅能够缓解数据稀疏性问题,还能通过捕捉隐含特征提升推荐效果。...它通过将评分矩阵分解为用户矩阵、物品矩阵和奇异值矩阵的乘积来表示用户与物品之间的关系。SVD模型能够有效捕捉用户和物品的隐含特征,并在低维空间中实现推荐。...sigma, Vt = svds(R, k=2) sigma = np.diag(sigma) # 预测评分矩阵 predicted_ratings = np.dot(np.dot(U, sigma)...非负矩阵分解(NMF) 非负矩阵分解是一种矩阵分解方法,它要求分解得到的用户矩阵和物品矩阵中的元素均为非负值。这种约束使得NMF在解释性和可解释性方面具有一定优势。...交替最小二乘法(ALS) 交替最小二乘法是矩阵分解中的一种优化算法。通过交替固定一个矩阵,优化另一个矩阵,ALS能够有效地处理大规模数据,并在推荐系统中广泛应用。

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    一篇文章学会numpy

    数组运算 NumPy内置许多基本数学函数,可作为数组的方法调用,并且可以通过逐元素应用的方式进行-array加、减、乘、除、取余/模运算等基础数学运算,从而更轻松地对数组中的数据进行数学计算。...上述示例将原始数组转换为了一个两行三列的二维数组。 6. 矩阵操作 注释: 导入NumPy库,并将其命名为np。 使用np.array()函数分别创建两个二维数组A和B,用来表示矩阵乘法的操作数。...使用np.dot()函数计算矩阵乘积,并将结果保存在一个名为C的新数组中。 使用.T属性对A进行转置,并将结果保存在一个名为D的新数组中。 使用print()函数依次输出数组C和D的值。...首先,定义两个矩阵A和B,然后使用np.dot()函数计算它们的矩阵乘积,并将结果存储在一个名为C的数组中。接下来,使用.T属性对原始矩阵A进行转置,并将结果存储在一个名为D的数组中。...请注意,矩阵C中每个元素都是通过将矩阵A和B的对应元素相乘并在加以加之后计算而得出的,而数组D是原始矩阵A的转置。 7. 数组运算 注释: 导入NumPy库,并将其命名为np。

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    Python数据分析之NumPy(运算篇)

    :dot,inner,outer dot : 对于两个一维的数组,计算的是这两个数组对应下标元素的乘积和(数学上称之为内积);对于二维数组,计算的是两个数组的矩阵乘积;对于多维数组,它的通用计算公式如下...,即结果数组中的每个元素都是:数组a的最后一维上的所有元素与数组b的倒数第二位上的所有元素的乘积和 inner : 和dot乘积一样,对于两个一维数组,计算的是这两个数组对应下标元素的乘积和;对于多维数组...outer乘积计算的列向量和行向量的矩阵乘积: a = np.arange(12).reshape(2,3,2) b = np.arange(12,24).reshape(2,2,3) c = np.dot...(v, w)) 219 219 矩阵的乘法 v = np.array([9,10]) x = np.array([[1,2],[3,4]], dtype=np.float64) print(np.dot...举例 x = np.array([[1,2],[3,4]]) print(x) print(np.sum(x)) # 数组/矩阵中所有元素求和; prints "10" print

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    小白也能看懂的BP反向传播算法之Surpass Backpropagation

    明确地,我们使用blj来表示第l层中第j神经元的偏差,用alj来表示第l层中第j神经元的激活。下面的图将展示这些符号: ?...这个表达式在实际中非常有用,因为许多矩阵库都能提供快速的矩阵乘法,向量加法和向量化。 我们间接的计算 ? image.png 这个值非常有用,我们将zl命名为:网络l层的加权输入。...Hadamard乘积s⊙t 后向传播算法是基于通用的线性代数运算——就像向量加法,矩阵乘向量等等。但是有一个操作平常很少用到。...特别的,假设s和t是相同维数的两个向量,那么我们使用s⊙t来表示两个向量元素级的乘法。 ? image.png 这种元素级的乘法有时叫做 Hadamard乘积或者Schur乘积。...我们将把它叫做Hadamard乘积。好的矩阵库一般都能提供Hadamard乘积的快速实施,因此在实施后向传播时候就非常方便。

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    深度 | BP表达式与硬件架构:相似性构建更高效的计算单元

    为了更形象地说明这一过程,假设我们的损失函数 l 有以下形式: ? 层级函数 f 仅仅只是简单地求输入向量中每一个元素的平方: ? 它们的雅可比矩阵就可以写为以下形式: ?...这种寻找最优乘法序列的任务称为矩阵链式排序问题。在本案例中,因为向量左乘矩阵还是得到一个向量,所以我们只需要从左往右进行矩阵乘积就能进行高效的计算。 ?...其次我们需要考虑如何具体地计算这些矩阵运算而不使用构建雅可比矩阵。这是非常重要的,因为模型的特征数量 m 可能是几万的数量级,这意味着雅可比矩阵可能有数十亿的元素。...在本案例中,雅可比矩阵是一个对角矩阵,那么向量和雅可比矩阵的乘积就等价于向量对应元素间的乘积,因此我们就能避免构建一个 m-x-m 的雅可比矩阵。 ?...为了进一步简化,令 b 指代向量-雅可比乘积(即 backwards()、Left operator、grad_func),使用 Hadamard 乘积的符号表示元素对应乘积。

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    【数值计算方法(黄明游)】矩阵特征值与特征向量的计算(五):Householder方法【理论到程序】

    这一过程实现了对实对称矩阵的正交相似变换,使得某些元素变为零,逐步实现了将矩阵转化为三对角形式。 b. 旋转变换的顺序   在进行 Householder 变换时,旋转的顺序很重要。...H变换的应用场景 矩阵三对角化: 在计算线性代数中,Householder 变换常用于将矩阵化为三对角形式,以便更容易进行特征值计算等操作。...QR 分解: Householder 变换是计算 QR 分解的基本工具,用于将矩阵分解为一个正交矩阵和一个上三角矩阵的乘积。 3. H变换过程详解 a....实际计算中的优化: 实际计算中,无需形成所有的 Householder 矩阵,也无需进行矩阵乘法运算,可以直接在原矩阵上进行计算。 4....A 被成功地化为三对角形式 A_2 。

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    NumPy的广播机制

    a1与a2之间可以进行加减乘除,b1与b2可以进行逐元素的加减乘除以及点积运算,c1与c2之间可以进行逐元素的加减乘除以及矩阵相乘运算(矩阵相乘必须满足维度的对应关系),而a与b,或者b与c之间不能进行逐元素的加减乘除运算...广播(Boardcasting)是NumPy中用于在不同大小的阵列(包括标量与向量,标量与二维数组,向量与二维数组,二维数组与高维数组等)之间进行逐元素运算(例如,逐元素 加法,减法,乘法,赋值等)的一组规则...NumPy在广播的时候实际上并没有复制较小的数组; 相反,它使存储器和计算上有效地使用存储器中的现有结构,实际上实现了相同的结果。...注意:import numpy as npA = np.zeros((3,4))B = np.zeros((5,6))print(np.dot(A, B))报错如下: 在这里插入图片描述 并没有显示 broadcast...的错误,说明dot,即点积(不是逐元素运算,对于两个向量,计算的是内积,对于两个数组,则尝试计算他们的矩阵乘积)并不能运用广播机制。

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