機械学習 数学を学ぶための教材の基本情報・価格・レビュー。
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本書は、古典機械学習ともよぶべき題材に的を絞り、考え方をできるだけ詳細に記述した教科書である。読者の便宜を考慮し、500頁にも及ぶ1冊を分冊化させ、1巻目では「入門的基礎/パラメトリックモデル」、2巻目では「ノンパラメトリックモデル/潜在モデル」、3巻目では「数学事項:機械学習のいしずえ/演習問題解答例」を掲載している。
本書では、機械学習全体の網羅や、深層学習を中心に据えた説明は意図していない。大量のデータが存在する対象、あるいはその近傍の対象に対しては、深層学習はきわめて高性能を発揮する。しかし、少数のデータしか得ることができない対象も多く、本書で紹介する古典的な機械学習の手法は、今後も随所で活躍するであろう。とりわけ、ベイズ的な考え方は、予測の損失最小を保証するという意味で重要である。多くの大学理工系の学部で、初年次あるいは2年次に学ぶ多変数の微積分や、固有値問題の基本をふくむ線形代数、それと確率と統計の基本事項は既知としているが、確率と統計や、対称行列に関する固有値問題などの数学的事項の要点は、第5部(第3巻)としてまとめた。
本書は多くの優れた書籍を参照して書かれ、とりわけ、C. M. ビショップ(著),『パターン認識と機械学習』の影響は随所にみられる。数学的記法も同書に準拠した。また、構成は、K. P. Murphy, “Probabilistic Machine Learning: An Introduction”の影響をうけている。Murphyの本では深層学習を1つの部としているが、本書では深層学習の部はもうけず、ニューラルネットワークの基礎的事項をパラメトリックモデルの部(第1巻)へ、また、深層生成モデル(の1つであるVAE)を潜在モデルの部(第2巻)へおいた。ベイズ推論の重要性に鑑み、潜在モデルを第4部としたことは本書の特徴の1つである。
各章には演習問題、巻末には解答例と丁寧な解説を掲載(解答例は第3巻に収録)。 【第V部 数学事項:機械学習のいしずえ】
第12章 確率・統計ダイジェスト 12.1 確率 12.2 確率変数 12.3 ガウス分布(正規分布) 12.4 サンプル 付記 演習問題
第13章 ガウス分布の性質 13.1 確率密度関数であること:1次元 13.2 1次元ガウス分布の期待値と分散 13.3 確率密度関数であること:多次元 13.4 多次元ガウス分布の期待値と分散 13.5 分割多次元ガウス分布 演習問題
第14章 行列,アドバンスト 14.1 行列,アラカルト 14.2 行列の微分 14.3 計画行列 14.4 実対称行列の固有値問題のまとめ
演習問題解答例
判型:単行本
「機械学習 数学」とは、機械学習の式やアルゴリズムの根拠を支える数学の考え方をまとめた領域です。線形代数、微分、確率・統計が中心で、モデルの学習過程を言葉ではなく構造として理解するための土台になります。目的は公式暗記ではなく、式の意味と条件を読み解き、挙動を説明できる状態に到達することです。
こんな人向け:想定読者は、機械学習に入門しつつある人、または実装経験があり理論を補強したい人です。高校レベルの数学が再利用でき、必要に応じて行列や確率を復習して進められる前提があると取り組みやすいです。
本ページは、機械学習学習の「理解を曇らせない」前提づけとして数学の順序を整理します。定義→直感→計算→実装を往復させると、モデル解釈の誤解を早めに見直せます。
独学では、1冊を軸に理論→例題→コードの循環を回す方が理解率が上がります。最初から全体を広く読むより、短い単元を完走してから次へ進む設計が中だるみを防ぎます。教材選びは、説明が段階的か、図や疑似コードが豊富か、演習があるかを基準にすると失敗しにくいです。
独学が不安な人や期限がある人には、学習テーマを週ごとに区切り、振り返り質問を定期的にできる仕組み付きの学習が向いています。講義体験は、つまずき箇所をすぐ補正し、基礎の定着を優先して進行管理できる点で有効です。 ▶ 給付でいくら戻るか試算
Q. 数学が苦手でも始められますか?
始めることは可能です。最初から高度な証明を追うより、式の意味を日常言語で言い換えることを優先してください。わからない式は時間を置いて戻る前提で、実験と往復する学習が理解に効きます。
Q. どこから学習を開始すると効率的ですか?
まずは前提知識が少ない分野を先に埋めると、その後の分野での迷いが減ります。ベクトル・行列、確率の基礎、微分を順に積み上げる流れが自然です。並行して小さな実装を入れると抽象語が具体化しやすいです。
Q. どのくらいの学習頻度で続けるのがよいですか?
毎日長時間より、頻度を一定に保つ方が継続しやすく、定着にも有利です。短時間でもよいので、理解確認→手を動かす→まとめるのループを習慣化すると良いです。難所が出たら進度を落として前段を復習し、曖昧なまま次へ進まないのがコツです。
次の一冊:次は「機械学習の実装応用」と「データ分析の実務基盤」のカテゴリを読む流れが自然です。数式理解が体感レベルになったら、前処理・評価設計・モデル選定の観点へ進むと学習の意味が一段深まります。