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高等数学课程
1、概率论基础(4个课时)+分布
概率论基本概念:随机试验,样本空间,频率和概率,条件概率和独立性
随机变量及其分布:随机变量,离散型随机变量及其分布,连续型随机变量及其分布。
多维随机变量及其分布:二维随机变量,边缘分布,条件分布,相互独立的随机变量,随机变量的函数分布
随机变量的数值特征:期望,方差,协方差和相关系数,矩和协方差矩阵
可以涉及:大数定律和中心极限定理。
2、代数与几何基础 (4个课时到5个课时)
矩阵与线性方程组:向量和矩阵,向量无关性与非奇异矩阵,
内积和范数,矩阵的二次型,迹和行列式,矩阵的秩,矩阵的逆
特殊矩阵:正定矩阵,上三角矩阵,正交矩阵,对称矩阵
特征分析:矩阵的特征值和特征向量
矩阵变换:Cholesky 分解,LU分解,QR分解和SVD分解
几何:平面方程和空间直线方程,线性图形的几何问题,平面正交变换,仿射变换,射影平面和齐次坐标
3、微积分基础 (3到4个课时)
1、极限和连续和导数的定义,方向导数的定义,以及常见函数的导数,Taylor展开,Lipschitz常数,矩阵的梯度分析
2、凸集和凸函数的定义,凸函数的性质,分割超平面,可微性问题。
4、凸优化基础
1、无约束优化 (2个课时)
最优性条件
梯度下降法和最速下降法
牛顿法和拟牛顿法
非导数方法
2、凸集上的优化问题 (2个课时)
最优解条件,可行方向和条件梯度法,梯度投影法
3、线性搜索的步长选择(1个课时)
4、带约束的优化问题 (4个课时)
1、拉格朗日乘子理论和拉格朗日乘子法
等式约束,内点法,拉格朗日函数,扩张拉格朗日函数,不等式约束,KKT条件
2、对偶性和对偶方法
对偶问题,强弱对偶性,互补松弛性,主函数和对偶函数,对偶上升法,次梯度法和切平面方法
5、机器学习中的优化方法 (3个课时)
1 SVM对偶问题和基于CDN的Trust Region算法
2、基于拟牛顿法的LBFGS求解LR问题
3、基于近似梯度法的ISTA和基于扩张拉格朗日乘子法的ADMM求解带L1范数的稀疏优化问题。