情報科学 › 機械学習の数学 › ニューラルネットワークと逆伝播

勾配の大きさの指数的な上界

命題 8.1(「ニューラルネットワークと逆伝播」§8) ・ ✓公理まで証明済み

定義 2.1 の設定に加え、ある定数 c>0c > 0、w>0w > 0 が存在して、すべての ℓ\ell とすべての t∈Rt \in \mathbb{R} について ∣σ(ℓ)′(t)∣≤c|\sigma^{(\ell)\prime}(t)| \le c、かつ作用素ノルムについて ∥W(ℓ)∥2≤w\|W^{(\ell)}\|_2 \le w が成り立つとする。このとき任意の ℓ=1,…,L\ell = 1, \ldots, L について

∥δ(ℓ)∥2≤(cw) L−ℓ ∥δ(L)∥2,∥∇W(ℓ)E∥F≤(cw) L−ℓ ∥δ(L)∥2 ∥a(ℓ−1)∥2\big\|\boldsymbol{\delta}^{(\ell)}\big\|_2 \le (cw)^{\,L-\ell}\,\big\|\boldsymbol{\delta}^{(L)}\big\|_2, \qquad \big\|\nabla_{W^{(\ell)}}E\big\|_F \le (cw)^{\,L-\ell}\,\big\|\boldsymbol{\delta}^{(L)}\big\|_2\,\big\|\boldsymbol{a}^{(\ell-1)}\big\|_2

が成り立つ(∥⋅∥F\|\cdot\|_F はフロベニウスノルム)。とくに σ\sigma がシグモイド関数のときは c=1/4c = 1/4 が取れるので、w<4w < 4 ならば ℓ\ell が小さくなるにつれて勾配は指数的に 00 へ近づく。

本文で読む(証明と前後の説明)→

閉包の状態

✓ 公理まで証明済み

証明が使う定理を 前提 としてたどると、Rikai の中の証明だけで定義・公理(物理では基本仮定)までつながっています(前提の定理類 22 件、定義なども含めて 27 件)。

印の意味: ✓公理まで証明済み ・ △証明あり(閉包未完)・ ※主張のみ。テーマごとの集計は 閉包の状況。

前提をたどる 証明が使う定理・定義(直接 3 件)

▸ を開くと、その項目の証明が使う前提が出ます。深い先は各項目のページでたどれます。

これを使っている定理

証明で明示的に参照している定理は、まだありません。

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