基于线性回归的单层神经网络是一种简单的神经网络,通常用于解决回归问题。这种神经网络只包含一个输入层和一个输出层,没有隐藏层。我们可以通过求解权重和偏置项来拟合输入和输出之间的线性关系。
例如,给定一个数据集,其中包含了房屋面积(输入)和房价(输出)的数据。我们的目标是通过这些数据建立一个模型,来预测给定面积的房屋的价格。
假设我们的数据集如下:
| 房屋面积(输入,x) | 房价(输出,y) |
| ------------------- | --------------- |
| 50 | 100000 |
| 60 | 120000 |
| 70 | 140000 |
| 80 | 160000 |
我们的单层神经网络可以表示为:
y = wx + b
其中,y 是房价,x 是房屋面积,w 是权重,b 是偏置项。
为了求解权重 w 和偏置项 b,我们需要使用梯度下降法或最小二乘法等优化算法。在这里,我们使用最小二乘法。最小二乘法的目标是最小化预测值和真实值之间的平方误差。
首先,计算 x 和 y 的平均值:
x_mean = (50 + 60 + 70 + 80) / 4 = 65
y_mean = (100000 + 120000 + 140000 + 160000) / 4 = 130000
然后,计算 w 和 b:
w = Σ((x_i - x_mean)(y_i - y_mean)) / Σ(x_i - x_mean)^2
b = y_mean - w * x_mean
将数据带入计算:
w = ((50 - 65)(100000 - 130000) + (60 - 65)(120000 - 130000) + (70 - 65)(140000 - 130000) + (80 - 65)(160000 - 130000)) / ((50 - 65)^2 + (60 - 65)^2 + (70 - 65)^2 + (80 - 65)^2) = 2000
b = 130000 - 2000 * 65 = 10000
因此,我们的单层神经网络为:
y = 2000x + 10000
这个模型可以用来预测给定面积的房屋的价格。例如,如果一个房屋的面积为 55 平方米,那么预测的房价为:
y = 2000 * 55 + 10000 = 120000
这就是基于线性回归的单层神经网络的权重求解过程。