Limiar · Class 4

Derivadas parciais e o Jacobiano

  • WhenSexta, 13/11/2026, das 12h às 14h
  • WhereOn-line, no encontro 1
  • Taught byChrysthofer A. A. Afonso

In the slides: → moves on, F is full screen, N shows the notes, H lists every key. The PDF has no notes: it is the one handed to the class.

The class

Topic

Revisão de derivada parcial e de gradiente, da aula 2. O Jacobiano, a matriz das derivadas parciais de uma função que recebe um vetor e devolve outro: a linha i traz as derivadas da saída i em relação a cada entrada. O gradiente é o caso em que a saída é um número só. A regra da cadeia com vetores: o Jacobiano de uma composição é o produto dos Jacobianos. Uma rede é uma composição de camadas, e a retropropagação é esse produto. Por que multiplicar de trás para a frente: começando pela perda, que é um número só, cada passo é um vetor vezes uma matriz, nunca uma matriz vezes outra, e o gradiente custa pouco mais que uma passada para a frente.

Practice in class

O Jacobiano de uma camada, tanh(Wx + b), calculado à mão para duas entradas e duas saídas, e conferido em NumPy pela derivada numérica. Depois, a regra da cadeia para duas camadas, como produto de Jacobianos, e a contagem de operações nas duas ordens de multiplicação.

Assignment

  • Uma função que calcula o Jacobiano numérico de uma camada e o compara com o Jacobiano calculado à mão.
  • Uma pergunta sobre o estudo da semana.

Study for the week

Série sobre redes neurais, capítulo 3Backpropagation, intuitively | Deep Learning Chapter 33Blue1Brown · Watch on YouTubeSérie sobre redes neurais, capítulo 4Backpropagation calculus | Deep Learning Chapter 43Blue1Brown · Watch on YouTube

Michael Nielsen, 2015, Neural Networks and Deep Learning, capítulo 2, "How the backpropagation algorithm works": http://neuralnetworksanddeeplearning.com/chap2.html, com http, porque o endereço com https não abre. Para ir além: Andreas Griewank, 2012, "Who invented the reverse mode of differentiation?", Documenta Mathematica, volume extra ISMP, 389-400, doze páginas sobre a história da conta de trás para a frente.

Papers and books

Every work cited in the class material, with the official link. The first page appears where the PDF is open access.

  1. Neural Networks and Deep Learning

    Michael A. Nielsen · 2015

    Determination Press, livro online; CC BY-NC 3.0

    O endereço só abre em http: o certificado do servidor é de outro domínio.

  2. Who invented the reverse mode of differentiation?

    Andreas Griewank · 2012

    Documenta Mathematica, volume extra ISMP, 389-400

  3. De determinantibus functionalibus

    Carl Gustav Jacob Jacobi · 1841

    Journal für die reine und angewandte Mathematik 22:319-359

Other sources 10

Image credits

O retrato, no slide da história, é do Wikimedia Commons; as outras imagens, a da capa e a das curvas de nível da perda incluídas, saem do código desta pasta.

Arquivo O que mostra Autor Licença
jacobi.jpg Carl Gustav Jacob Jacobi, retrato de 1843, reproduzido em Leo Koenigsberger, 1904; "Carl Gustav Jacob Jacobi portrait 1843.jpg", reduzida August Kaselowsky; heliogravura de Giesecke & Devrient domínio público