Podstawienie (u-sub)

Analiza jednowymiarowa od pierwszych zasad

Podstawienie (często nazywane podstawieniem u) to technika całkowania, która odwraca regułę łańcuchową. Gdy całka zawiera funkcję i jej pochodną, można uporządkować skomplikowane wyrażenie (złożenie funkcji), wprowadzając nową zmienną dla funkcji wewnętrznej.

Przepis: zauważ wewnętrzną funkcję, nazwij ją u = g(x), oblicz du = g′(x) dx, i zapisz całkę całkowicie za pomocą zmiennej u. Jeśli poprawnie dobrałeś u, to wyrażenie g′(x) dx już znajduje się w całce i zostanie zastąpione przez du, dzięki czemu całka staje się prosta.

Podstawianie jest jak zmiana pieniędzy na prostszą walutę, aby wykonać obliczenie, a następnie z powrotem na poprzednią walutę. Całka jest niezręczna w swojej oryginalnej „walucie” x, więc zamieniasz ją na przejrzystą jednostkę u, robisz tam łatwą matematykę, a na koniec konwertujesz odpowiedź z powrotem na x. Wybierz mądrze ten wymianę, a zabrudzona suma zamieni się w coś, co możesz zrobić w pamięci.

Gdzie to występuje w MLPodstawienie w całkowaniu to lustrzane odbicie reguły łańcuchowej dla pochodnych, a ta sama reguła to podstawa algorytmu wstecznej propagacji błędu (backpropagation). Idea zamiany zmiennych leży również u podstaw przepływów normalizujących (normalizing flows) w modelowaniu generatywnym. Przekształcasz tam prosty rozkład prawdopodobieństwa w skomplikowany, śledząc zmianę gęstości za pomocą…
▶ Podstawienie (u-sub)
← Funkcje pierwotne i podstawowe regułyCałkowanie przez części (krótkie) →