先说结论:
假设平面的一般式方程
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Ax +By +Cz + D = 0
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其中n = (A, B, C)是平面的法向量
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法向量的A,B,C可以和D同时乘以或除以一个数,所代表的平面不变。
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任意一个点到平面距离一般形式:(更高纬也ok)
- 标量形式:
- 向量形式:
平面可以表示为\(w^Tx + b = 0\),可以是N维超平面,则:
标量形式,以三维为例:
平面的一般式方程
Ax +By +Cz + D = 0
其中n = (A, B, C)是平面的法向量,D是将平面平移到坐标原点所需距离(所以D=0时,平面过原点)
向量的模(长度/二范数)
给定一个向量V(x, y, z),则\(|V| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}\)
向量的点积(内积)
给定两个向量\(\vec V_1(x_1, y_1, z_1)\)和\(\vec V_2(x_2, y_2, z_2)\)则他们的内积是
\(<V_1·V_2> = x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2\)
点到平面的距离
几何解法:
有了上面的准备知识,则求点到直线的距离不再是难事,有图有真相
如果法相量是单位向量的话,那么分母为1
向量形式:
其实就是SVM的几何间隔过程,假设有平面:
如果已知平面方程\(w^Tx + b = 0\)和A点的坐标
For point A, which represents the input \(x^{(i)}\) with label \(y ^{(i)} = 1\), its distance to the decision boundary,$y ^{(i)} $ , is given by the line segment AB.
**Question: how to find the value of \(γ ^{(i)}\) ?
** 如何计算出来A到平面的距离 \(γ ^{(i)}\) ?
- Point B is given by \(x ^{(i)} − γ ^{(i)} ω/ ||ω||_2\)
- 假如A是\((x^{(i)},y^{(i)})\),B的X坐标可以使用γ和A的坐标计算出来。
- 就是: \(x ^{(i)} − γ ^{(i)} ω/ ||ω||_2\) (因为长度是\(γ\),w是法向,除掉之后是单位向量。A的x减去法向上的长度就是B的x的值?)
- B lies in the decision boundary:
- 因为B在决策边界(分类面)上,把B的x坐标代入分类面(或直线)方程: