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高1数学で理解できる機械学習、回帰直線のグラフ表示へ

日経XTECH / 3/23/2026

💬 OpinionIdeas & Deep Analysis

Key Points

  • 高校1年レベルの数学を使って機械学習・ディープラーニングの仕組みをわかりやすく解説する特集の要旨を紹介している。
  • 回帰式の係数を原点移動などの座標変換でシンプル化する考え方を、具体例を通じて示している。
  • 平均値を用いて新しい座標系を作り、データを X, Y に再表現する計算手順を解説している。
  • 図表・画像を用いた学習データの可視化と理解を促す構成が説明されている。

 書籍『最短コースでわかるディープラーニングの数学 増補改訂版』(日経BP)の目標は「数学を通じて機械学習・深層学習(ディープラーニング)を理解する」ことです。従来の初心者向け書籍と逆の発想で「数学から逃げない」形にしています。

 本特集では、書籍の冒頭部を抜粋し、「そもそも機械学習・ディープラーニングとはどういうものなのか」ということと、「なぜ機械学習・ディープラーニングで数学が必要なのか」を高校1年レベルの数学を使って、わかりやすい例を通じて説明していきます。第3回は前回の例題の続きです。

 前回つくった(1.3.2)の式は、w0とw1に関する2次式になっています。

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 この式のうち、w0w1とw0の係数はそれぞれ入力データのx座標とy座標の値を足しただけの式になっているので、座標値の平均を原点とするような新しい座標系で考えると値を0にできます。

図1-7 原点の移動
図1-7 原点の移動
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 これを実際に計算してみましょう。x座標の平均値は171.0、y座標の平均値は65.4なので、それぞれを引いた値をX, Yとして新しい学習データの表を作ります。

表1-4 学習データ3
表1-4 学習データ3
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 新しい座標系で散布図を作ると次のようになります。

図1-8 新しい座標系での散布図
図1-8 新しい座標系での散布図
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新しい座標系に関する重みをW0,W1とすると、予...

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