Tema

Gradiente y regla de la cadena

El gradiente de una función de varias variables es el vector de sus derivadas parciales y apunta en la dirección de máximo crecimiento.

Nombre en inglés

Gradient and chain rule

Intuición

Sobre un terreno con niebla, el gradiente es la dirección de máxima pendiente hacia arriba bajo los pies, y su longitud dice cuán empinada está la ladera. La regla de la cadena permite encadenar pendientes cuando una variable depende de otra, y es exactamente el recorrido que hace la retropropagación hacia atrás por la red.

Fórmula

grad f(x) = (df/dx_1, df/dx_2, ..., df/dx_n) ; si z = f(y) e y = g(x) entonces dz/dx = (dz/dy) (dy/dx)

Ejemplo resuelto

Sea f(x, y) = x^2 más 3 x y. La derivada parcial respecto de x vale 2 x más 3 y, y la derivada parcial respecto de y vale 3 x. En el punto (1, 2) el gradiente vale (2 más 6, 3), es decir (8, 3). Avanzar por esa dirección aumenta f más deprisa que por cualquier otra.

Errores frecuentes

Ejercicio

Sea f(x, y) = x^2 y. Calcule el gradiente en el punto (2, 3).

Ver la solución

La parcial respecto de x es 2 x y, que en el punto (2, 3) vale 12. La parcial respecto de y es x al cuadrado, que vale 4.

Respuesta: (12, 4)

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