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任意阶 $e^{f(x_1,\dots, x_n)}$ 的递归多元导数

数值分析 2019-11-27 v1 数值分析

摘要

单变量嵌套函数的高阶导数可利用著名的 Faà di Bruno 公式进行计算。尽管此类公式已推广到多变量情形,但其组合性质会导致因子爆炸,当导数阶数较高时,计算变得极具挑战性。一种解决方案是复用已计算的结果,而这正是递归实现的内建特性。得益于这一点,递归公式能在机器学习应用中发挥重要作用,尤其在自动微分方面。本文给出一种递归公式,用于计算 ef(x1,,xn)e^{f(x_1,\dots,x_n)} 关于变量 xix_i 的任意阶多元导数。我们注意到,该方法在以下情形同样有益:函数 f(x1,,xn)f(x_1,\dots,x_n) 的高阶导数难以计算,但其对数 log(f(x1,,xn))\log(f(x_1,\dots,x_n)) 的导数更为简单。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.11722,
  title  = {Recursive multivariate derivatives of $e^{f(x_1,\dots, x_n)}$ of arbitrary order},
  author = {Filippo M. Miatto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.11722},
  year   = {2019}
}