向量就是一个箭头,或者说,一串数:横着走多远,竖着走多远。人工智能的课里到处都是向量,它们还带来了四个新符号。最重要的那个,用勾股定理就够了。

‖x‖ ‖x‖:箭头的长度

读作
读作“x 的范数”或“x 的模”。
意思是
向量两边加双竖线,表示它的长度。在二维里,就是勾股定理:‖(3, 4)‖ = √(3² + 4²) = 5。

箭头横着走 3、竖着走 4,长度就是 5:两条直角边为 3 和 4 的三角形的斜边。数更多时也一样:把所有数的平方加起来,再开平方。

课程里的例子 · 出自 电脑怎样把照片变成数字?

‖x‖ = √(Σᵢ xᵢ²):n 维空间里的勾股定理。

xᵀ xᵀ:转置

读作
读作“x 转置”。
意思是
右上角的小 T 把向量放倒:原来竖着排成一列,现在横着排成一行。对于表格(矩阵),就是行和列互换。

数还是那些数,只是摆法变了。之所以重要,是因为表格相乘时形状必须对得上。wᵀx 是 w 和 x 的点积的正式写法:每一对相乘,再加起来。

课程里的例子 · 出自 逻辑回归还是神经网络?其实是同一个神经元

z = wᵀx + b:一个神经元的得分。

∈ ∈:属于

读作
读作“属于”或“是一个”。x ∈ ℝ 读作“x 是一个实数”。
意思是
一个圆润的 E,表示左边的东西是右边那个集合里的一员。划掉的 ∉ 表示“不属于”。

它是说明某样东西是什么类型的简写。3 ∈ ℤ:3 是整数。½ ∉ ℤ:二分之一不是。

课程里的例子 · 出自 逻辑回归还是神经网络?其实是同一个神经元

w ∈ ℝᵈ:权重是一串 d 个实数。

ℝ ℤ ℝ、ℤ、ℚ、ℕ:数集

读作
ℝ:“实数集”。ℤ:“整数集”。ℚ:“有理数集”。ℕ:“自然数集”。
意思是
带双线的字母,是一类类数的名字:自然数(0、1、2……)、整数(包括负数)、有理数(分数)和实数(数轴上的所有数,包括 √2 和 π)。

这些你在学校里都学过,只是没用这些字母。ℝⁿ 表示“由 n 个实数组成的一串”:ℝ² 是平面上的点,ℝ⁷⁸⁴ 是把 28 × 28 像素的照片拉平成的一串数。

课程里的例子 · 出自 电脑怎样把照片变成数字?

x ∈ ℝⁿ,由 n 个实数组成。

动手试试

拖动箭头的两步,看看它的长度怎么变,竖着写和放倒写各是什么样。找找其他长度是整数的箭头,比如 (3, 4)。

箭头的长度一个从 −5 到 5 的网格,红色箭头 v 从中心出发,虚线是它的水平和竖直两步。一开始 v = (3, 4),长度为 5。v‖v‖ = 5
3
4

v,列的形式

vᵀ,放倒成行

‖v‖ = √(x² + y²) =

5

v = (3, 4) ∈ ℝ²,‖v‖ = 5

挑战

‖(6, 8)‖ 是多少?
x ∈ ℝ³ 是什么意思?

参考资料

  • 范数、转置、∈ 以及数集 ℕ、ℤ、ℚ、ℝ:ISO 80000-2:2019, Quantities and units — Part 2: Mathematics(iso.org)。

这张卡片是怎么做的: 在 Claude 的帮助下根据上面的资料撰写,并从西班牙语原文翻译。例子摘自本站的课程。插图是原创的。