Dans l'algorithme SVM, pourquoi le vecteur w est orthogonal à l'hyperplan de séparation?


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Je suis un débutant en Machine Learning. Dans SVM, l'hyperplan de séparation est défini comme . Pourquoi dit-on vecteur w orthogonal à l'hyperplan de séparation?y=wTx+bw


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Une réponse à une question similaire (pour les réseaux de neurones) est ici .
— bogatron

@bogatron - Je suis entièrement d'accord avec vous. Mais mes seulement une réponse spécifique SVM .
— Untitledprogrammer

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Sauf que ce n'est pas le cas. Votre réponse est correcte mais il n'y a rien à ce sujet qui soit spécifique aux SVM (et il ne devrait pas y en avoir). est simplement une équation vectorielle qui définit un hyperplan. wTx=b
— bogatron

Réponses:


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Géométriquement, le vecteur w est dirigé orthogonal à la ligne définie par . Cela peut être compris comme suit:wTx=b

Prenez d'abord . Maintenant, il est clair que tous les vecteurs, x , avec un produit intérieur disparaissant avec w satisfont cette équation, c'est-à-dire que tous les vecteurs orthogonaux à w satisfont cette équation.b=0xw

Maintenant, déplacez l'hyperplan loin de l'origine sur un vecteur a. L'équation pour le plan devient maintenant: , c'est-à-dire que pour le décalage b = a T w , qui est la projection du vecteur a sur le vecteur w .(x−a)Tw=0b=aTwaw

Sans perte de généralité, nous pouvons donc choisir une perpendiculaire au plan, auquel cas la longueur qui représente la distance orthogonale la plus courte entre l'origine et l'hyperplan.||a||=|b|/||w||

Par conséquent, le vecteur est dit orthogonal à l'hyperplan de séparation.w


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La raison pour laquelle est normal à l'hyperplan est parce que nous le définissons de cette façon:w

P0P0=x0,y0,z0(0,0,0)<x0,y0,z0>P(x,y,z)PP0

P→−P0→=<x−x0,y−y0,z−z0>

n^

n^∙(P→−P0→)=0
n^∙P→−n^∙P0→=0
−n^∙P0→bn^wP→xw

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wTx+b=0xaxb

wTxa+b=0wTxb+b=0

wT.(xa−xb)=0xa−xbxbxawT.(xa−xb)wTxa−xb


0

En utilisant la définition algébrique d'un vecteur orthogonal à un hyperplan:

∀ x1,x2

wT(x1−x2)=(wTx1+b)−(wTx2+b)=0−0=0 ◻.
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