模块2.4.1 · 数学与统计能力 · 线性代数与微积分
线性代数核心
矩阵 · 特征值 · PCA/SVD · 梯度与 Hessian
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中文题目题目2532 · 机器学习
Hessian of Logistic Negative Log-Likelihood 4
For one observation with score z = w^T x, what is the Hessian of the negative log-likelihood with respect to w?
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梯度与方向导数
Hook：风控室里的一行警告 周三盘中两点四十，上海某私募基金的多因子组合管理岗位上，你刚收到风控的一行警告：「沪深300 成分股口径下，当前权重 公式 对应的组合方差曲面在某只大盘消费品权重方向上斜率最大——加一个百分点的仓位，组合方差大致抬升 0.6 个 bp²。」 这一句话里其实只藏着一个数学对象：函数 公式 在当前点 公式 处的 梯度（gradi...
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向量、向量空间与线性映射
周一上午，上海某私募的量化研究员同时开了三张表：30 只沪深300 成分股近三年的日收益矩阵、当前持仓的市值列向量、PM 便签上的一句话——「整个组合杠杆到 1.4 倍，新的暴露向量是多少？」屏幕上所有对象——收益序列、持仓清单、杠杆算子——本质都是向量或向量之间的线性映射。在按下回车之前，你必须先把「向量是什么、它住在什么空间、什么变换才算线性」这件事讲清...
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正交性、投影与最小二乘
北京某私募的量化研究员手头有 1,500 个交易日的沪深300 ETF（300ETF）收益序列，外加 12 个候选因子——动量、价值、低波、三个流动性代理、六个宏观贝塔。她想要的是这 12 个因子在 L2 意义下最接近 ETF 收益的线性组合。1,500 个方程对 12 个未知数，这是高度超定的方程组，根本不存在精确解，她只能挑出 最佳近似 。给出 ...
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特征分解与奇异值分解
上海某多策略私募的风控总监周一开盘前打开她的笔记本：一只新策略子账户即将上线，桌面上躺着一个 500×500 的样本协方差矩阵 公式，由沪深300 成分股日收益估出。CIO 只问她两件事：哪两个名义因子方向解释了组合方差的主要部分，以及这一结论对输入窗口的微小扰动有多敏感。这两个问题都由同一个对象回答——公式 的特征分解。前者由特征向量给出方向，后者由最大特...
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矩阵代数与线性方程组
深圳某券商衍生品做市团队周五下午收到一封 CFFEX 合规问询：47 套挂在沪深300 股指期货上的对冲策略，监管想知道是否存在两套策略相互冗余——也就是说某一套是其他几套的线性组合。问题背后是同一个矩阵 公式：列是各策略的盯市 P&L，秩决定了一切。若 公式 列满秩，47 个方向线性无关；若不满秩，过去几个月里有人在重复申报相同的风险敞口。本节给你回答这个...
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策略梯度与深度强化学习
策略梯度与深度强化学习 开篇场景：表格放不下的盘口 周三盘后，上海一家头部 私募 的初级量化把成果摊给组长：CFFEX 上 沪深300 股指期货 日内大单切片，建成 144 个离散状态的 MDP，跑通了表格 Q 学习，比 TWAP 省了约 2bp 的 实施差额（implementation shortfall）。组长翻两页就皱眉：「线上要吃 5 档盘口 + ...
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泰勒展开与海森矩阵
Hook：一条卡在鞍点上的优化器 某沪深300 增强组合的研究员发来一段日志：使用裸的梯度下降迭代 6000 次后，目标函数（一个带分段惩罚的跟踪误差）几乎不再变化——但梯度范数也没有逼近零，反而在 公式 量级上震荡。绘出参数空间上的曲面发现：当前点位于一个鞍点（saddle point），沿其中一个主轴是「碗」、沿另一个主轴是「山脊」，一阶信息把这两种几何...
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Classify the Origin for -x^2-4y^2
Classify the critical point at the origin for $f(x,y)=-x^2-4y^2$.
打开 →题目3260 · 数学
Classify the Origin for -x^2+2xy-y^2
Classify the critical point at the origin for $f(x,y)=-x^2+2xy-y^2$.
打开 →题目3257 · 数学
Classify the Origin for x^2-y^2
Classify the critical point at the origin for $f(x,y)=x^2-y^2$.
打开 →题目3256 · 数学
Classify the Origin for x^2+2y^2
Classify the critical point at the origin for $f(x,y)=x^2+2y^2$.
打开 →题目3259 · 数学
Classify the Origin for x^2+xy+y^2
Classify the critical point at the origin for $f(x,y)=x^2+xy+y^2$.
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随机与小批量优化方法
钩子：当一次完整梯度要四个小时 某上海百亿私募的研究员准备把一套基于沪深300 成分股的多因子神经网络 α 信号搬上生产。训练集是过去 5 年的日频面板：约 180 万行样本 × 300 只成分股 × 80 个特征。前两课的工具一一被排除——海森矩阵（Hessian matrix, 公式）装不进显存，L BFGS 一次方向计算也要把整批数据过一遍。退到最朴素...
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凸集与凸函数
开篇场景（Hook）：基数约束如何把 MVO 从 QP 推到 MIP 周二下午，你在一家百亿规模的私募（private fund）量化部门里，给沪深300 成分股做一只全仓做多组合。脚本是教科书版本的均值方差优化（mean variance optimization, MVO）：最小化 公式，约束 公式、公式。CVXPY 在 80ms 内返回全局最优。你顺手...
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牛顿法与拟牛顿法
周一开盘后 15 分钟，沪深300 ETF 期权（300ETF options on SSE）的隐含波动率（implied volatility, IV）整体上抬了 3 个 vol。你在一家私募的做市账户上挂着一组 50ETF 与 300ETF 近月平值 call，定价模型需要把每张合约的市场报价反推成 IV。上一节用梯度下降跑过同样的题：在某些深度虚值（o...
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链式法则与雅可比矩阵
Hook：一次梯度核对失败的复盘 上海某量化私募的小组复盘会上，工程师摊开一张 PnL 时序图：基于沪深300 成分股的因子神经网络回测里，梯度核对（gradient check）数值在第三层之后开始与解析梯度系统性偏离一个常数倍。CFFEX 主力合约的日线策略本来 7 月稳得像一块表，过完一个版本后突然走样——根因追下来是一行被写反的 transpose ...
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