Derivatives and Probability

Derivatives


두 점 사이의 평균변화율은 간격 h가 0에 가까워질수록 한 점의 도함수(derivative)에 가까워진다. 도함수의 부호와 크기는 θ를 조금 늘릴 때 J가 어느 방향으로 얼마나 빨리 변하는지를 말한다.

평균변화율두 점을 잇는 할선의 기울기 [J(θ+h) − J(θ)] / h다.
도함수 J′(θ)h가 0으로 갈 때 평균변화율의 극한이며 접선의 기울기다.
부호와 크기부호는 θ가 늘 때 J의 증가·감소, 절댓값은 그 변화의 빠르기다.

h가 작아지면 할선이 접선에 가까워진다

J(θ) = (θ − 2)²에서 기준점 θ = 4를 고정하고 간격 h를 바꾸면 두 번째 점, 할선, 평균변화율 4 + h가 함께 바뀐다.

포물선과 할선기준점 θ=4와 θ=4+h를 잇는 할선
파란 곡선은 J(θ), 짙은 점선은 θ = 4의 접선(기울기 4), 초록 실선은 두 점을 잇는 할선이다. 초록 점이 θ = 4 + h다.

도함수의 부호와 크기가 국소 변화를 정한다

평가점 θ를 바꾸면 J′(θ) = 2(θ − 2)에 따라 접선의 기울기, J가 변하는 방향, 변화의 빠르기가 함께 바뀐다.

평가점의 접선선택한 θ에서 J(θ)의 접선
초록 점이 평가점이고 짙은 선이 그 점의 접선이다.