京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
一、线性支持向量机的概念
线性支持向量机是针对线性不可分的数据集的,这样的数据集可以通过近似可分的方法实现分类。对于这样的数据集,类似线性可分支持向量机,通过求解对应的凸二次规划问题,也同样求得分离超平面
以及相应的分类决策函数
二、与线性可分支持向量机的比较
线性支持向量机与线性可分支持向量机最大的不同就是在处理的问题上,线性可分支持向量机处理的是严格线性可分的数据集,而线性支持向量机处理的是线性不可分的数据集,然而,在基本的原理上他们却有着想通之处。这里的线性不可分是指数据集中存在某些点不能满足线性可分支持向量机的约束条件:。
具体来讲,对于特征空间上的训练数据集,且不是线性可分的,即存在某些特异点不满足
的约束条件,若将这些特异点去除,那么剩下的数据点是线性可分的,由此可见,线性可分支持向量机是线性支持向量机的特殊情况。为了解决这样的问题,对每个样本点
引入一个松弛变量
,且,则上述的约束条件被放宽,即:
此时目标函数变为:
其中称为惩罚参数,且。在线性支持向量机中加入了惩罚项,与线性可分支持向量的应间隔最大化相对应,在线性支持向量机中称为软间隔最大化。数据分析师培训
三、线性支持向量机的原理
由上所述,我们得到线性支持向量机的原始问题:

接下来的问题就变成如何求解这样一个最优化问题(称为原始问题)。引入拉格朗日函数:
其中,
。
此时,原始问题即变成
利用拉格朗日函数的对偶性,将问题变成一个极大极小优化问题:
首先求解
,将拉格朗日函数分别对求偏导,并令其为0:

即为:
将其带入拉格朗日函数,即得:
第二步,求
,即求:
由
可得
,因为在第二步求极大值的过程中,函数只与a有关。
将上述的极大值为题转化为极小值问题:

这就是原始问题的对偶问题。
四、线性支持向量机的过程
1、设置惩罚参数,并求解对偶问题:

假设求得的最优解为
;
2、计算原始问题的最优解:
选择
中满足
的分量,计算:

3、求分离超平面和分类决策函数:
分离超平面为:
分类决策函数为:
五、实验的仿真
1、解决线性可分问题
与博文“简单易学的机器学习算法——线性可分支持向量机”实验一样,其中取中的最大值。
MATLAB代码为
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
%% 线性支持向量机
% 清空内存
clear all;
clc;
%简单的测试数据集
X = [3,3;4,3;1,1];
y = [1,1,-1];%标签
A = [X,y'];
m = size(A);%得到训练数据的大小
% 区分开特征与标签
X = A(:,1:2);
Y = A(:,m(1,2))';
for i = 1:m(1,1)
X(i,:) = X(i,:)*Y(1,i);
end
%% 对偶问题,用二次规划来求解
H = X*X';
f = ones(m(1,1),1)*(-1);
B = Y;
b = 0;
lb = zeros(m(1,1),1);
% 调用二次规划的函数
[x,fval,exitflag,output,lambda] = quadprog(H,f,[],[],B,b,lb);
% 定义C
C = max(x);
% 求原问题的解
n = size(x);
w = x' * X;
k = 1;
for i = 1:n(1,1)
if x(i,1) > 0 && x(i,1)<C
b(k,1) = Y(1,i)-w*X(i,:)'*Y(1,i);
k = k +1;
end
end
b = mean(b);
% 求出分离超平面
y_1 = [0,4];
for i = 1:2
y_2(1,i) = (-b-w(1,1)*y_1(1,i))./w(1,2);
end
hold on
plot(y_1,y_2);
for i = 1:m(1,1)
if A(i,m(1,2)) == -1
plot(A(i,1),A(i,2),'og');
elseif A(i,m(1,2)) == 1
plot(A(i,1),A(i,2),'+r')
end
end
axis([0,7,0,7])
hold off
实验结果为:

(线性可分问题的分离超平面)
2、解决线性不可分问题
问题为:

(线性不可分问题)
MATLAB代码:
[plain] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
%% 线性支持向量机
% 清空内存
clear all;
clc;
% 导入测试数据
A = load('testSet.txt');
% 处理数据的标签
m = size(A);%得到训练数据的大小
for i = 1:m(1,1)
A(i,m(1,2)) = A(i,m(1,2))*2-1;
end
% 区分开特征与标签
X = A(:,1:2);
Y = A(:,m(1,2))';
for i = 1:m(1,1)
X(i,:) = X(i,:)*Y(1,i);
end
%% 对偶问题,用二次规划来求解
H = X*X';
f = ones(m(1,1),1)*(-1);
B = Y;
b = 0;
lb = zeros(m(1,1),1);
% 调用二次规划的函数
[x,fval,exitflag,output,lambda] = quadprog(H,f,[],[],B,b,lb);
% 定义C
% C = mean(x);
C = max(x);
% 求原问题的解
n = size(x);
w = x' * X;
k = 1;
for i = 1:n(1,1)
if x(i,1) > 0 && x(i,1)<C
b(k,1) = Y(1,i)-w*X(i,:)'*Y(1,i);
k = k +1;
end
end
b = mean(b);
% 求出分离超平面
y_1 = [-4,4];
for i = 1:2
y_2(1,i) = (-b-w(1,1)*y_1(1,i))./w(1,2);
end
hold on
plot(y_1,y_2);
for i = 1:m(1,1)
if A(i,m(1,2)) == -1
plot(A(i,1),A(i,2),'og');
elseif A(i,m(1,2)) == 1
plot(A(i,1),A(i,2),'+r')
end
end
hold off
实验结果为:

(线性不可分问题的分离超平面)
注:这里的的取值很重要,的取值将决定分类结果的准确性。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
一、问题:为什么 ID 会"断号" 很多刚接触 MySQL 的同学都会有一个困惑:表里的主键 ID 是自增的,删了中间几行数据之后,ID 变 ...
2026-10-22一、问题场景:为什么会重复 JOIN 同一个子查询 在写复杂 SQL 时,经常遇到这种需求:同一张表或同一个聚合子查询,要和主表关联 ...
2026-10-22人力资源专员是HR体系的执行入口。招聘信息发布、简历初筛、面试安排、考勤汇总、入离职手续、劳动合同与档案管理,大多由这个岗 ...
2026-10-22人力资源经理问“必学技巧”,真正要解决的不是知识清单不够长,而是时间有限、业务催得紧,学完却用不上。更有效的路径是:先用 ...
2026-10-22内容营销岗位的核心任务,不是“把文案写得更漂亮”,而是围绕目标受众,用持续的内容供给影响认知、推动转化并沉淀复购。它至少 ...
2026-10-22理财经理培训课程很多,难的是判断“先学什么、后学什么、学完能做什么”。与其按课程名称罗列,不如先看岗位任务:客户分层与维 ...
2026-10-22理财经理的知识结构,可以先用一句话概括:合规与产品知识决定“不出错”,客户经营与资产配置决定“够不够专业”,市场研判与数 ...
2026-10-22经济学背景做数据分析,优势不在工具,而在问题意识:供需如何相互作用、成本与收益如何权衡、变量之间是相关还是因果。真正的缺 ...
2026-10-22需要,但要把“需要”理解准确。经济学本身就在处理数据:GDP、物价、就业、企业营收、问卷调研,都是经济分析的原料。真正的区 ...
2026-10-22经济学分析能力不是单一技能,它至少由三层构成:把现实问题转成可检验假设的理论框架能力、用数据与统计方法验证假设的工具能力 ...
2026-10-22金融分析师的知识提升,先补的不是更多模型,而是让结论可复核的底层能力。按任务顺序,大致是四层:财务与业务理解、指标口径管 ...
2026-10-22金融分析师的“通用技能”,指换到不同机构、不同行业组仍用得上的底层能力,而非某家公司内部系统的操作经验。按任务拆,日常要 ...
2026-10-22先给结论:数据分析证书不是金融分析师的准入条件,招聘方也不会因为一张证书就直接判断你能做分析。要不要考,取决于你当前任务 ...
2026-10-22金融分析师的核心技能,不是“会看K线”或“会讲宏观”,而是能把一家公司、一个行业或一类资产,转化为可核查的数据判断与书面 ...
2026-10-22产品经理的知识提升,不是把需求文档、原型、SQL、数据分析、项目管理都学一遍,而是先对准目标岗位的真实任务,找出自己最缺的 ...
2026-10-22产品专员提升工作知识,最有效的方式不是先囤课程,而是围绕日常交付的四件事来补:需求调研与优先级判断、原型与PRD表达、竞品 ...
2026-10-22产品运营专员提升个人能力,常见误区是先把Excel、SQL、Python列成一张学习清单,然后从第一个工具开始学。更有效的做法是先回答 ...
2026-10-22产品运营的能力提升,最怕从“课程目录”出发:今天学增长模型,明天背SQL语法,学完却说不清自己负责的功能为什么激活率低。更 ...
2026-10-22产品经理的技能和影响力不是两条分开的赛道。技能决定你能不能把问题分析清楚、把方案设计对;影响力决定你的判断能否被团队接受 ...
2026-10-22产品经理要学的数据分析能力,不是“会写SQL”或“会用BI工具”这么简单。更准确地说,是围绕需求评估、功能迭代、指标监控、实 ...
2026-10-22