在机器学习中，L2正则化作为一种有效的技巧，能够显著缓解模型的过拟合现象。主要原因包括：1.对权重进行约束，减少模型复杂性；2.增强模型的泛化能力；3.防止权重过大导致的数值不稳定；4.与损失函数相结合，实现模型目标的平衡；5.鼓励权重的均匀分布。通过L2正则化，我们可以得到更稳定、更健壮的机器学习模型。
1.对权重进行约束，减少模型复杂性
L2正则化通过向损失函数添加一个与权重平方成正比的惩罚项，鼓励模型选择较小的权重。这种约束可以有效地限制模型的复杂性，从而减少过拟合的风险。
2.增强模型的泛化能力
当模型具有较小的权重时，它对输入特征的微小变化不会反应得过于剧烈。这使得模型在面对新的、未见过的数据时，能够作出更加平稳和合理的预测，从而增强其泛化能力。
3.防止权重过大导致的数值不稳定
大的权重可能会导致数值不稳定，使模型对数据的微小变动反应过激。L2正则化通过惩罚较大的权重，有助于保持权重在一个合理的范围内，从而提高模型的稳定性。
4.与损失函数相结合，实现模型目标的平衡
L2正则化并不是单独使用的，而是与模型的损失函数相结合。这种结合确保了模型在尽量减小损失的同时，也考虑到了权重大小的限制，实现了模型目标的平衡。
5.鼓励权重的均匀分布
与L1正则化不同，L2正则化鼓励权重向量的均匀分布，而不是产生稀疏权重。这意味着模型可能会利用所有的特征进行预测，而不是仅依赖于某几个主要的特征。
常见问答
- 问题：什么是L2正则化，它与L1正则化有何不同？
- 答案：L2正则化是一种在损失函数中添加与权重平方成正比的惩罚项的方法，鼓励模型选择较小的权重，从而限制模型复杂性。与L2正则化不同，L1正则化添加的是与权重的绝对值成正比的惩罚项，导致权重向量的稀疏。
- 问题：为什么L2正则化可以增强模型的泛化能力？
- 答案：当模型的权重较小时，它对输入特征的微小变化反应不会过于剧烈，这使得模型在处理新的、未见过的数据时能够做出更加稳定和合理的预测，从而增强其对不同数据的适应性或泛化能力。
- 问题：L2正则化是否会使所有特征权重都为零？
- 答案：不会。与L1正则化不同，L2正则化鼓励权重向量的均匀分布，而不是产生稀疏权重。因此，L2正则化下的模型可能会利用所有的特征进行预测，而不是将某些权重完全压缩到零。
- 问题：在实践中，如何选择合适的L2正则化系数？
- 答案：选择合适的L2正则化系数通常需要通过交叉验证来确定。通过在一系列正则化系数上训练模型，并使用验证集评估其性能，可以选择表现最佳的正则化系数。
- 问题：L2正则化是否适用于所有机器学习模型？
- 答案：虽然L2正则化常用于线性回归、逻辑回归和神经网络等模型，但它并不适用于所有机器学习模型。根据模型的特点和数据的性质，有时可能需要选择其他正则化技巧或完全不使用正则化。