相邻两个点之间,先用一条直线连接

先预测:只有 3 个点,会不会漏掉曲线的起伏?改变点数,看相邻割线与原曲线的差别。

实际采样与分段线性插值

目标曲线、采样点与相邻割线

┄ 目标 f(x)━ 插值折线○ 采样点▨ 点间误差带

观察最大误差—
0.125

稠密观察点最大绝对误差—
相邻采样点间距—

输入 x ∈ [−1,1];输入与响应均无量纲。误差评估 801 个观察点,是抽样读数,不能称全区间严格误差上界。

为什么连续曲线可以这样逼近?

连续函数在有限、封闭的区间(紧致区间)上一致连续:足够近的输入会给出足够近的输出。均匀网格不断加密时,每个区间内的端点值都更接近真实曲线,用它们形成的线性插值也能一致逼近目标。

这里仅操作有限点数,并不是“任何函数都能这样逼近”的证明。连续是条件;不连续的跳变不能被连续折线以任意精度一致逼近。编辑器检查合法表达式与有限采样值,不能自动证明全域连续性。

先用更密波纹配 3 个点,再用 17 个点:经过所有采样点也可能漏掉点间结构。这也是后面必须区分训练样本与验证证据的原因。

通用近似定理:哪些结论成立,哪些不保证?

通用近似定理讨论:紧致域上的连续目标,在适合的非线性激活与足够大网络中,存在达到任意给定精度的参数。所需宽度可随函数与精度变化。

阶段 2 精确表示的是一维插值折线;目标曲线的误差还由采样密度决定。阶段 3 演示二元单/多隐藏层的实际训练,不能用一次运行证明任意二元函数的近似能力,也不能把一维构造直接当作多变量证明。

定理不保证固定有限宽度的任意精度,不保证训练算法找到这些参数,也不保证域外表现。验证网格最大误差仅约束被评估位置。外部参考的原创本地说明见 references/theorem-notes.md。