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通用逼近定理 (Universal Approximation Theorem) 2026-06-17 2026-06-17 concept
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通用逼近定理 (Universal Approximation Theorem)

UAT 是神经网络理论的基石——证明神经网络在适当的函数空间中稠密,即可以任意精度逼近目标函数。

经典版本

Cybenko (1989) / Hornik (1991)

单隐层 NN 在 C(K) 中稠密(紧集 K ⊂ R^n

任何连续函数在紧集上可被单隐层 sigmoidal NN 任意逼近。

三个推广维度

weighted-uat-manifolds 同时推进三个方向:

1. 紧集 → 加权空间

  • 不限于紧集,用权重函数 Ψ 控制全局行为
  • 适用于非紧路径空间(随机过程)

2. 连续 → 可微

  • 同时逼近函数值和方向导数
  • 需要 nachbin-theorem(带导数的 Stone-Weierstrass

3. 有限维 → 无限维

  • 输入:无限维流形(如路径空间)
  • 输出Banach 空间
  • 通过 BAP有界逼近性质提升维度

证明骨架

标量激活 σ 满足 Tauberian 条件
    ↓ (Wiener/Korevaar)
σ 对线性泛函是 discriminatory
    ↓ (加权 Nachbin 定理)
FNN 在加权可微函数空间中稠密
    ↓ (BAP)
提升到无限维输入/输出

参考