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수학의 재미68

테일러 전개 #1 무한번 미분가능한 함수 $f(x):\mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}$ 이 있다고 합시다. 테일러전개(Taylor Expansion)의 요지는 무한번 미분가능한 함수를 우리가 아주 잘 알고 있는 다항식으로 표현하고자 하는 것입니다. 물론 원래 주어진 함수 $f$는 일반적으로 다항식이 아니므로 이것을 유한차항의 다항식의 합으로 쓸 순 없게죠. 보통 테일러 전개는 무한차항의 다항식의 합으로 표현이 됩니다. 무한을 다룸에 있어서 수학적으로 엄밀한 증명이 요구되는 주제이지만, 본 블로그의 속성상, 가볍게, 많은 논리적 허점들은 쉬쉬 건너뛰면서 한번 이야기해보도록 하겠습니다. 특정한 점 $x=a$를 기준으로 잡읍시다. 그리고 (무한)다항식을 다음과 같이 설정합니다. $$f(x) = a_0.. 2022. 5. 19.
트렌드 직선의 비밀(선형회귀) #3 이 글은 2022.05.11 - [수학의 재미] - 트렌드 직선의 비밀(선형회귀) #2 트렌드 직선의 비밀(선형회귀) #2 이 글은 2022.05.10 - [수학의 재미] - 트렌드 직선의 비밀(선형회귀) 에서 이어집니다. $n$개의 데이터 $(x_1,y_1), (x_2,y_2),\cdot, (x_n,y_n)$ 이 있고, 이 데이터를 잘 설명하는 직선의 식을 $y=ax+b$라 할.. sine-qua-none.tistory.com ㅏ에서 이어집니다. 잠깐 복습을 하면 $n$개의 데이터 $(x_1,y_1),\cdots, (x_n,y_n)$ 의 트렌드를 잘 설명하는 직선을 $y=ax+b$ 라 했을 때, $$ \begin{align} \sum_{i=1}^n x_i(y_i-(ax_i+b)) & =0 \tag{1}.. 2022. 5. 12.
트렌드 직선의 비밀(선형회귀) #2 이 글은 2022.05.10 - [수학의 재미] - 트렌드 직선의 비밀(선형회귀) 에서 이어집니다. $n$개의 데이터 $(x_1,y_1), (x_2,y_2),\cdot, (x_n,y_n)$ 이 있고, 이 데이터를 잘 설명하는 직선의 식을 $y=ax+b$라 할 때 우리의 목적은 $$f(a,b) = \sum_{i=1}^n (y_i -(ax_i+b))^2 $$ 를 최소로 하는 $a$와 $b$를 찾는 것입니다. 최솟값을 찾을 땐 보통 미분을 하여 미분값이 0이 되는 점을 찾습니다. 하지만 위의 식은 $a,b$ 이변수 함수인데도 가능할까요? 가능합니다. 대신 미분값이 성분이 2개인 벡터로 표시됩니다. 이를 gradient라 하고 다음처럼 정의합니다. $$\nabla f(a,b) = \Big( \frac{\part.. 2022. 5. 11.
트렌드 직선의 비밀(선형회귀) 데이터 분석을 할 때, 우리는 두 가지 종류의 데이터가 어떤 관계를 가지는지, 어떤 트렌드를 따라가는지를 알고 싶은 경우가 많습니다. 예를 들어, 초등학생의 키와 몸무게 간의 관계 몸무게와 100m 달리기 실력의 관계 집에서 음식점까지의 거리와 배달에 걸리는 시간과의 관계 KOSPI의 수익률과 우리나라 대표주자 삼성전자 수익률간의 관계 KOSPI의 수익률과 KOSPI인버스 ETF 수익률간와 관계 등, 직관적으로 봤을 때 같은 경향성을 가진 예제도 있고(1,3,4번) 반대의 경향성을 가진 예제(2,5번)도 있습니다. 두 데이터 사이의 어떤 관계가 있는지 간단하게 체크할 수 있는 수학적 방법이 있습니다. 바로 트렌드 직선을 이용한 방법인데요, 다른 용어로는 선형회귀법이라고도 합니다. 요즘 배달 문화가 핫하니.. 2022. 5. 10.
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