機器學習知識地圖 · 監督式學習

Ridge (L2)

L2 正規化,防止過擬合

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觀念教學

線性回歸有時太自信,把某些係數養得超大 — Ridge 回歸加上 L2 懲罰,像替每個係數綁上彈簧,全部往零的方向拉,但不會拉到零。

核心觀念

在線性回歸的損失函數加上 L2 懲罰項 = 係數平方和乘上懲罰強度,新的損失 = 誤差平方和 + 懲罰項。係數越大罰越重,模型不敢把任何一個係數調太大,有效防止過擬合

白話理解

房價模型裡「坪數」與「房間數」高度相關(多重共線性),普通線性回歸的係數會亂跳 — 一個變超大正、一個變超大負,互相打架;Ridge 把兩者都壓小、分攤權重,模型立刻變穩定。

關鍵細節

  • 懲罰方式:係數平方和(L2)
  • 係數只會縮小、不會變成零 — 所有特徵都保留,因此不能做特徵選擇
  • 強項:處理多重共線性;適合特徵多且可能都有用的情境
  • 懲罰強度是超參數:太小沒效果,太大會欠擬合
  • 評估仍用回歸家族指標:MAE、MSE、RMSE、R²
🎯 口訣:L2 像彈簧,拉近不拉斷 — 係數變小不歸零。

iPAS 考點

L1 與 L2 的敘述判斷是歷屆常客,一句話分清:L1(Lasso)會把係數壓到零、能做特徵選擇;L2(Ridge)只縮小不歸零、更穩定。看到「處理共線性」「係數平方和」「保留所有特徵」等關鍵字,答案方向就是 Ridge;選項若說 L2 能自動篩特徵,直接淘汰。

📝 本節掛載 1 題 iPAS 歷屆試題 — 讀完往下到「iPAS 考題練習」直接實戰。

應用場景

高維度資料預測多重共線性處理穩定預測模型

評估指標

MAEMSERMSE

iPAS 歷屆考題詳解(2 題)

先自行作答,再展開詳解。題目出處均為 iPAS AI 應用規劃師正式考題,著作權屬原主辦單位。

第四梯次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第4題

關於資料正則化 (Regularization) L1、L2方法,下列敘述何者正確?

  1. AL1 權重個數愈多,愈可以提升模型的正確率
  2. BL2 稱為 Lasso 正則化
  3. CL1 運用減少權重的絕對值來控制模型的複雜度
  4. DL2 較 L1 正則化方法會將特徵權重趨近於零
看正解與逐選項詳解

正解:C

正確答案:(C) 【正解解析】 L1 正則化(Lasso)在損失函數加入權重絕對值總和作為懲罰項,藉由縮減權重的絕對值控制模型複雜度;其幾何特性使部分不重要特徵的權重被壓縮至零,產生稀疏解,兼具特徵選擇效果。(C) 正確描述 L1 的運作方式。 【為何其他選項錯了?】 - (A):正則化的目的是限制模型複雜度以防止過擬合;權重個數越多模型越複雜,越容易過擬合,並不會因此提升正確率,與正則化的精神相反。 - (B):名稱對應錯誤。L1 稱為 Lasso(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator),L2 稱為 Ridge。 - (D):效果描述顛倒。L1 才會把部分權重壓縮至恰好為零(稀疏解);L2 以平方懲罰使權重整體變小,但通常不會歸零。 提示:L1=Lasso=絕對值懲罰=稀疏、可歸零;L2=Ridge=平方懲罰=縮小但不歸零。
115年第一次中級AI應用規劃師第三科機器學習技術與應用 第33題

某工程師的多元線性迴歸模型包含 150個特徵,其中許多特徵高度相關(如「建坪」與「總面積」)。他同時希望控制過擬合且保留所有特徵的解釋能力,不讓任何特徵係數歸零,下列哪一項正則化方案最適當?

  1. ALasso 迴歸(L1 正則化):透過絕對值懲罰使部分係數歸零,具有特徵選擇效果
  2. BRidge 迴歸(L2 正則化):透過平方懲罰縮小所有係數,在共線性下穩定估計且不歸零
  3. CElastic Net(L1+L2):結合稀疏性與穩定性,但部分係數仍可能被壓為 0
  4. D無正則化的 OLS 迴歸:不控制過擬合,在共線性下係數估計不穩定
看正解與逐選項詳解

正解:B

正確答案:(B) 【正解解析】 題目的需求有三:控制過擬合、保留全部 150 個特徵的解釋能力、不讓任何係數歸零。Ridge(L2)以平方懲罰把所有係數整體縮小但不會壓到恰好為零,且在「建坪」與「總面積」這類高度共線的情況下能穩定係數估計、降低估計變異,三個條件全部符合。 【為何其他選項錯了?】 - (A):Lasso 的稀疏性會把部分係數直接歸零,違反「不讓任何特徵係數歸零」的明確需求;共線性下它還會在相關特徵間擇一保留,係數清單不穩定。 - (C):Elastic Net 含 L1 成分,部分係數仍可能被壓為 0,選項描述本身已說明不符合題目條件。 - (D):無正則化的 OLS 既不控制過擬合,在共線性下係數估計的變異數也會急遽放大,兩項需求皆無法滿足。 提示:全部特徵都要保留用 Ridge;需要自動篩選特徵用 Lasso;Elastic Net 折衷但仍可能歸零,本題不適用。

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