在 支持向量机（support vector machine）学习过程中，实际是一种对于 成本函数(cost function)求解最优的过程。

例如我们有一个数学模型的样子(structure)， ，其中x是输入，y是输出。

如果我们已知 ，那么我们可以根据任何输入x的值，知道输出y的值。这叫预测(prediction)。

因此，问题进化为，我们手里有很对很多组x对应的y，但是不知道 ！我们想通过测量很多组的x和y，来推断出 为多少。

我们将 T记为 ， 记为 。

那么原式则写为

若

那么

因此我们现在知道 和 ，我们希望通过计算得到 ！

由于我们手中的很多组x和y都是通过实验的结果测试出来的。测量的结果就会有误差，因此 不可能计算你的准，那么我们很容易想到使用 最小二乘法(least square) 来计算 。

我们构建一个方程，这个方程也是最小二乘法的核心

支持向量机的本质，就是找到一组 ， 能够让 最小！

因此，就是我们的成本函数。

如果我们的问题是’ 灰箱‘（grey Box）（即我们已经知道数学模型，而不知道参数），直接用最小二乘法找到 是很简洁的。

如果我们的问题是‘黑箱’（black Box） （即 我们既不知道数学模型，也不知道参数），在拟合时，我们就不知道我们需要用几阶的多项式模型来逼近（或者几个核函数来逼近（kernel function），为了简便，不在这里赘述）。那么我们甚至连 的个数都不知道。

我们只能通过尝试和专家经验来猜测阶数。如果我们的阶数猜测多了，就会多出很多冗余的项。我们希望这些冗余项对应的权值 为0，这样我们就知道哪些项是无关的，是冗余的项。

但是只用最小二乘法确定 时，可能所有的 的绝对值都极其巨大，这是很正常的现象，但是它使得我们无法剔除无关项，得到的模型也毫无实际意义，模型处于ill-condition状态 (即输入很小的变化，就会引起输出病态的巨大的变化)。

我们在成本函数中加入L1范数（其实就是惩罚项），成本函数 变为

其中 是我们用来控制L1正规化影响的权重系数。

因此，我们的目标成为了 ： 找到一组 使得 最小！

继而使用最小二乘法，完成运算。

如上文所述，监督机器学习问题无非就是“minimize your error while regularizing your parameters”，也就是在规则化参数的同时 最小化误差（最小二乘法的原理）。最小化误差是为了让我们的模型拟合我们的训练数据，而规则化参数是防止我们的模型过分拟合我们的训练数据。因为参数太多，会导致我们的模型复杂度上升，容易过拟合，也就是我们的训练误差会很小。但训练误差小并不是我们的最终目标，我们的目标是希望模型的测试误差小，也就是能准确的预测新的样本。所以，我们需要保证模型“简单”的基础上 最小化训练误差，这样得到的参数才具有好的泛化性能（也就是测试误差也小），而模型“简单”就是通过规则函数来实现的。另外，规则项的使用还可以约束我们的模型的特性。这样就可以将人对这个模型的先验知识融入到模型的学习当中，强行地让学习到的模型具有人想要的特性，例如稀疏、低秩、平滑等等。 ^[1]