在線即時計算器 · 純前端本地秒算 · 零數據上傳

🛠️ Softsign 函數與導數計算器

專業免費的 Softsign 函數與導數計算器。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
101 phi(x) = x / (1 + |x|) 的資料點
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是 Softsign 函數?

Softsign 函數是一種應用於神經網路的激活函數,定義為 \phi(x) = x / (1 + |x|)。與雙曲正切函數(tanh)類似,它平滑、呈 S 形,並被限制在開區間 (-1, 1) 之內。兩者最大的差異在於趨近漸近線的方式:Softsign 以多項式速度(約 1/|x|)逼近 ± 1,而 tanh 則以指數速度逼近。這種較緩慢的飽和特性,在某些網路架構中有助於減輕梯度消失的問題。

如何使用本計算器

請輸入三個數值:x 的起始值(第一列的 x)、遞增值(每一列累加的步長),以及重複次數(要產生的列數)。計算器會逐點列出 x、Softsign \phi(x) 以及一階導數 \phi'(x) 的數值表,方便您繪製曲線或查詢特定點的值。

公式解析

對於每一列,設 a = 1 + |x|,則 \phi(x) = x / a,而 \phi'(x) = 1 / a^2。由於 |x| 永遠不為負,分母 a 至少為 1,因此絕不會出現除以零的情況,函數處處平滑。完整的公式為:

f(x) = ((x) ÷ (1+|x|)), \qquad f'(x) = ((1) ÷ ((1+|x|)^{2}))

其中

x_i = Initial x + i · Step, i = 0,1,\dots,Repetitions-1

Softsign 函數是奇函數(\phi(-x) = -\phi(x)),而其導數則是偶函數(\phi'(-x) = \phi'(x))。在原點處,\phi(0) = 0 且 \phi'(0) = 1。

實例演算

當 x = -5 時:a = 1 + 5 = 6,因此 \phi(-5) = -5/6 = -0.8333333,\phi'(-5) = 1/36 = 0.0277778。當 x = 1 時:a = 2,因此 \phi(1) = 0.5,\phi'(1) = 0.25。當 x = 0 時:a = 1,因此 \phi(0) = 0,\phi'(0) = 1。採用預設值(起始 -5、步長 0.1、共 101 列)時,數值表會將 x 從 -5 掃描至 +5。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

為什麼導數永遠不會是負數?
因為 \(\phi'(x) = 1/(1+|x|)^2\) 是某個平方的倒數,恆為嚴格正值,這代表 Softsign 是單調遞增的函數。
Softsign 與 tanh 有何不同?
兩者都會飽和到一個有界範圍,但 Softsign 飽和得更加緩慢(有理式衰減),相較之下 tanh 為指數衰減,因此 Softsign 能在更廣的輸入範圍內保持梯度的活性。
步長可以是負數嗎?
可以。負的步長會讓數值表遞減;步長為零則會讓每一列都重複相同的 x 值。