每天五分钟机器学习:平行和重合

职场   2024-12-01 23:59   浙江  

本文重点

在前面的课程中,我们学习了超平面分离定理,这里面有一个超平面的概念,那么本文学习下,什么情况下超平面是重合的,什么情况下超平面是平行的,这对后面我们学习支持向量机特别重要。

超平面的定义

超平面是指在n维空间中,余维度为1的子空间,即超平面是n维空间中的n-1维的子空间。例如,在二维空间中,超平面就是一条直线;在三维空间中,超平面则是一个平面。在更高维度的空间中,超平面是一个更为抽象的概念,但同样具有n-1维的特性。

平行和重合

超平面的平行

在n维空间中,两个超平面平行的定义与二维平面中两条直线平行的定义类似。具体来说,如果两个超平面在n维空间中没有任何交点,并且它们的法向量相同或相反(即法向量平行),则这两个超平面被称为平行的。

法向量:法向量是垂直于超平面的向量,它决定了超平面的方向。两个平行的超平面具有相同或相反的法向量。

无交点:平行的超平面在n维空间中不会相交,它们之间的距离是恒定的。

超平面的重合

当两个超平面在n维空间中完全重合时,它们具有相同的方程和相同的法向量。这意味着它们不仅位置相同,而且方向也相同。

方程相同:重合的超平面具有相同的数学方程,表示它们在空间中的位置和形状完全一致。

法向量相同:重合的超平面具有相同的法向量,这意味着它们的方向也相同。

数学角度

y=k1x+b1和y=k2x+b2,若k1=k2,b1≠b2,则两条直线平行但是不重合,因为截距不等。若k1=k2,b1=b2则两条直线平行且重合,其实就是一条线。这个映射到高维的y=w的转秩乘以b也仍然成立。

x1+2*x2+3=0和2*x1+4*x2+6=0。因为各部分等比例,其实它是相同的平面,这个映射到高维也仍然成立。

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