勾配降下法は機械学習や最適化問題で用いられる、関数の最小値を見つけるための反復的なアルゴリズムです。
この手法は、まるで山を下りて谷底を目指す登山者のように、現在の位置から最も急な下り坂(勾配が最も急な方向)を選んで少しずつ進んでいくことで、関数の最小値(谷底)に到達しようとします。
具体的には、まず目的とする関数の勾配(各変数における微分のベクトル)を計算します。この勾配は関数値が最も急激に増加する方向を示しているため、その逆方向(負の勾配)に進むことで関数値を減少させることができます。
この進む歩幅は「学習率」と呼ばれ、この値が大きすぎると最小値を通り過ぎてしまったり、逆に小さすぎると収束に時間がかかったりするため、適切な設定が必要です。
このプロセスを関数の値がほとんど変化しなくなるまで、つまり最小値に十分近づくまで繰り返します。
勾配降下法は、ニューラルネットワークの訓練において誤差関数(予測値と正解値の差)を最小化するために広く利用されており、モデルのパラメータを効率的に更新する上で不可欠な手法です。
このシンプルで直感的なアプローチが、多くの複雑な最適化問題の解決に貢献しています。
