損失函數

損失函數

統計學概念
損失函數是指一種将一個事件(在一個樣本空間中的一個元素)映射到一個表達與其事件相關的經濟成本或機會成本的實數上的一種函數。[1]損失函數達到最小值時,成本最小。損失函數是描述系統在不同參數(parameter)值之下的損失。
    中文名:損失函數 外文名: 适用領域: 所屬學科: 英文名:loss function 學科:統計學 類别:函數

定義

通俗地說,在統計學中損失函數是一種衡量損失和錯誤(這種損失與“錯誤地”估計有關,如費用或者設備的損失)程度的函數。

應用

要應用損失的函數,其損失必須是通過某種媒介可以衡量的。損失函數在實踐中最重要的運用,在于協助通過過程的改善而持續減少目标值的變異,并非僅僅追求符合邏輯。

現在舉個例子:某個工廠人員的産出,以每小時多少元來計算,而損失函數所顯示的,是産出以室内通風條件而改變的情形。廠内工作的每個人,都有自己的損失函數。為了簡化說明,假設每個人的損失函數均為一條抛物線,其底部一點代表産出值最大時的通風條件,把所有人員的損失函數進行疊加,公司整體的損失函數也必然是一條抛物線。如果通風條件偏離這個最佳水準,就會有額外損失發生。

該抛物線與橫軸相切時,切點的左右各有一小段與橫軸幾近重合。也就是說,有最适點偏離一小短距離,損失小到可以忽略不計。因此,當室内通風條件稍稍偏離均衡點,發生的損失可以忽略不計。

但是遠離均衡點時,總是有人必須支付這損失。如果能夠導出有具體數字的損失函數,就可以計算出最有均衡點,在均衡點中最适合的通風條件如何,以及達到要求的費用支出是多少。

損失函數并非一定是對稱的。有時候其中一邊很陡峭,有時候則兩邊都很陡峭。舉例而言,為了使鋼片較容易焊接,需要加入钶。但钶的加入量如果低于必須量,純粹是浪費,對焊接一點益處都沒有。然而钶用量如高于十萬分之一,也是一種浪費,所增加的利益相當有限。

戴明博士曾在《企業研究的樣本設計》(Sample Design in Business Research)一書内,列示了一個實際的損失函數。顯示隻需要盡量靠近樣本的最有組合即可。

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