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輸入計算

數學公式

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結果

已產生 ReLU 掃描結果
101
points from x = -5 to x = 5
End x5
Min x-5
Max x5
x f(x) -5 5 5
x f(x) = ReLU(x)
-5 0
-4.9 0
-4.8 0
-4.7 0
-4.6 0
-4.5 0
-4.4 0
-4.3 0
-4.2 0
-4.1 0
-4 0
-3.9 0
-3.8 0
-3.7 0
-3.6 0
-3.5 0
-3.4 0
-3.3 0
-3.2 0
-3.1 0
-3 0
-2.9 0
-2.8 0
-2.7 0
-2.6 0
-2.5 0
-2.4 0
-2.3 0
-2.2 0
-2.1 0
-2 0
-1.9 0
-1.8 0
-1.7 0
-1.6 0
-1.5 0
-1.4 0
-1.3 0
-1.2 0
-1.1 0
-1 0
-0.9 0
-0.8 0
-0.7 0
-0.6 0
-0.5 0
-0.4 0
-0.3 0
-0.2 0
-0.1 0
0 0
0.1 0.1
0.2 0.2
0.3 0.3
0.4 0.4
0.5 0.5
0.6 0.6
0.7 0.7
0.8 0.8
0.9 0.9
1 1
1.1 1.1
1.2 1.2
1.3 1.3
1.4 1.4
1.5 1.5
1.6 1.6
1.7 1.7
1.8 1.8
1.9 1.9
2 2
2.1 2.1
2.2 2.2
2.3 2.3
2.4 2.4
2.5 2.5
2.6 2.6
2.7 2.7
2.8 2.8
2.9 2.9
3 3
3.1 3.1
3.2 3.2
3.3 3.3
3.4 3.4
3.5 3.5
3.6 3.6
3.7 3.7
3.8 3.8
3.9 3.9
4 4
4.1 4.1
4.2 4.2
4.3 4.3
4.4 4.4
4.5 4.5
4.6 4.6
4.7 4.7
4.8 4.8
4.9 4.9
5 5

什麼是 ReLU 激活函數?

線性整流單元(Rectified Linear Unit,簡稱 ReLU)是現代神經網路中最常用的激活函數之一。它的定義為 \(f(x) = \max(0, x)\):輸入為正時原封不動回傳該值,輸入為負時則一律回傳 0。這條簡單的分段線性規則為網路引入了非線性,同時計算成本極低、微分也相當容易,因此廣受深度學習開發者青睞。

ReLU 函數圖像:x 為負時是位於零的水平線,x 為正時是向上傾斜的直線
ReLU 函數對負輸入輸出零,對正輸入則輸出輸入本身。

計算機使用方式

請輸入三個數值:x 的起始值(掃描從哪裡開始)、增量或步長(每次迭代 x 變動多少),以及重複次數(要產生幾個點)。本工具會在每一個 x 值上計算 ReLU,建立完整的 (x, f(x)) 數據表,並繪製出折線圖——你會看到那條先平坦、後上升、轉折點正好落在原點的經典曲線。

公式解析

ReLU 的公式為 \(f(x) = \max(0, x)\),等同於「若 \(x > 0\) 則取 \(x\),否則取 0」。掃描的數列由以下規則產生:

$$f(x_k) = \max\left(0,\; x_k\right), \quad x_k = \text{Start }x + k \cdot \text{Step}, \quad k = 0,1,\dots,\text{Count}-1$$

其中 \(k\) 從 0 到 \(\text{iterations} - 1\),因此最後一個 x 值(endX)等於 \(\text{startX} + (\text{iterations} - 1) \cdot \text{stepX}\)。在所有負值區間函數值恆為零,進入正值區間後則以固定斜率 1 線性上升。

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展示 ReLU 公式兩部分的示意圖:在原點處分開的零區域與恆等區域
ReLU 是分段函數:x 為負時 f(x)=0,x 為正時 f(x)=x。

實際範例

採用預設值 startX = -5、stepX = 0.1、iterations = 101,掃描範圍涵蓋 x 從 -5 一路到 \(-5 + 100 \cdot 0.1 = +5\),共 101 個(含端點)點。當 \(x = -2.0\) 時,\(f = \max(0, -2.0) = 0\);當 \(x = 0\) 時,\(f = 0\);當 \(x = 0.1\) 時,\(f = 0.1\);當 \(x = 2.5\) 時,\(f = 2.5\);當 \(x = 5.0\) 時,\(f = 5.0\)。所繪出的曲線在整個負值範圍貼著零,之後線性攀升至 \((5, 5)\)。

常見問題

ReLU 在零點可微分嗎? 不行。ReLU 在 \(x = 0\) 處有一個轉折(尖角),所以該點不可微分。它的導數在 \(x < 0\) 時為 0、在 \(x > 0\) 時為 1;依慣例,0 點的導數通常取為 0。

步長可以是負數嗎? 可以。負步長會讓 x 往下掃描。步長為零則會讓每個 x 都等於起始值(成為一整欄相同的退化常數)。

為什麼 ReLU 這麼受歡迎? 對於正值輸入,它能避開 sigmoid 與 tanh 常見的梯度消失問題;計算上極為簡便,又傾向產生稀疏的激活,往往能加速訓練。

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