翟晓鹰 作品

第590章 线性函数和非线形函数,用一个故事解释

故事比喻:小镇快递员的直线送货路线(线性函数)

在一个小镇上,有一位快递员小明,他的任务是每天根据订单数量,骑自行车送货。他发现了一条规律:

?订单越多,他送的货就越多,骑得越远。

?订单少,他送的货就少,骑得近。

?如果订单是0,他就不用出门送货。

无论订单多少,增加一单,小明的送货量都会“等比例”增加,没有突然变化,没有中途加速或减速。这条规律就像数学里的“线性函数”**!

线性函数的核心特点:变化是均匀的、成比例的

在Ai和数学里,线性函数的公式是:

在小明的送货故事里:

?y(快递量)=小明每天送的包裹数量(输出)。

?x(订单数)=每天收到的订单数量(输入)。

?a(送货效率)=小明每单能送多少货(比例系数)。

?b(起始状态)=就算没有订单,他可能也要送一两个固定的包裹(固定值)。

线性函数的现实意义:一切都是“等比例”变化

1.订单增加→送货量等比例增加(线性增长)

?今天10单,小明送10份货。

?明天20单,小明送20份货。

?后天30单,小明送30份货。

变化是均匀的,不会突然暴增或暴跌,每增加一单,送货量就按照相同比例增加。

2.另一种比喻:加油与车速

想象你开一辆汽车,油门踩得越深,车速就越快,并且车速和油门深度是成正比的:

?踩油门10%→车速10k\/h。

?踩油门50%→车速50k\/h。

?踩油门100%→车速100k\/h。

这就是线性函数的特点:输入和输出是均匀变化的,没有突变,没有加速曲线。

3.线性函数vs.非线性函数(为什么Ai需要更复杂的函数?)

但现实世界里,很多事情不是线性的。比如:

?如果小明送的货物太多,他会变累,送货速度会下降(这时候增长不再是线性的)。

?如果汽车速度超过一定值,空气阻力变大,车速不会无限提高(车速vs.油门关系变得非线性)。

Ai里,线性函数只能描述简单的关系,但现实世界很复杂,所以我们通常需要非线性函数(比如reLu、sigoid),让Ai具备更强的学习能力!

结论:线性函数的关键作用

它表示“等比例变化”,非常适合简单的数学建模。

它容易计算,但无法处理复杂的模式(比如Ai需要的非线性关系)。

在机器学习里,很多算法的第一步就是尝试“线性拟合”,看看数据是否符合简单的线性规律。思考:你在现实生活中,还能找到哪些“线性关系”的例子?

故事比喻:小镇爬山比赛(非线性函数)

在一个小镇上,每年都会举办爬山比赛,从山脚一直爬到山顶。参赛选手发现了一件奇怪的事情:

?刚开始,地势平缓,大家走得很轻松,每前进一步,爬升高度稳定增加(几乎是线性的)。