牛顿冷却定理描述的是在环境初始温度下,物体自然冷却过程中,物体的温度随时间变化的数学模型,用公式表示如下:

$$ \frac{dT(t)}{d(t)} = -k(T(t)-H) $$

其中H为环境温度,k为常数系数,公式描述的物理意义可以表述为:物体的温度的一阶导和物体与环境温度的温差之比为一常数。这意味着和环境温差约大,物体降温越速度快。

对上面的微分方程求解,得到物体的温度模型:

$$ T(t) = H+(T(t_0)-H)e^{-k(t-t_0)} $$

即当前温度和初始温度,环境温度都有关系。

在搜索,推荐等算法中,经常需要计算一些视频,新闻,商品的新鲜度,热度等随着某个变量衰减的权重。线性衰减等方法往往没有区分度,这时使用牛顿冷却定律来建模会比较好。

比如,一个新发布的短视频希望给予一定的排序加权,使其有机会透出,那么加权系数可以设定为时间的牛顿冷却函数。设衰减系数为T(t),H取为0, \( T(t_0), \)取为1,即初始加权系数定位1,其后随着时间衰减。

$$ T(t) = e^{-k(t-t_0)} $$

至于k的取值,假设初始加权为1,60分钟后希望加权系数为0.4,则: \( 0.4=e^{-60k}, \)可求解得到 k=0.0153,后续计算衰减系数就可用k和公式直接计算。

至于热度,可定义为点击pv的函数。


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