AI実装検定A級～模擬試験①～ 2024年12月8日 ailearn 1. ニューラルネットワークの出力層でソフトマックス関数を使用する主な理由は何ですか？ 各クラスに属する確率を計算するため 勾配消失を防ぐため 非線形性を導入するため 特徴量を圧縮するため None 2. Numpyにおいて、np.linalg.inv() 関数を使用する際の条件は何ですか？ 行列が対角行列であること 行列の要素が整数であること 行列が正方行列であること 行列が非対称であること None 3. 出力層において「シグモイド関数」を用いると、どのような特性が得られますか？ 出力が0〜1の範囲に制限され、バイナリ分類に適する 出力が-1〜1の範囲に制限され、多クラス分類に適する 勾配消失が防げる 出力が常に非負値となる None 4. 重みの初期化が不適切だとどのような問題が発生しますか？ 学習が停止する 学習速度が遅くなる 過学習が発生する 勾配消失や勾配爆発が発生する None 5. 重みの「ランダム初期化」が重要である理由は次のうちどれですか？ 重みが0に設定されると、すべてのニューロンが同じ勾配を持つため モデルのパラメータ数を減らすため 出力層のユニット数を増やすため 勾配爆発を防ぐため None 6. Numpyにおいて、配列 a = np.array([1, 2, 3, 4]) の要素をシャッフルする関数はどれですか？ np.shuffle() np.random.shuffle() np.random.permute() np.random.rand() None 7. Pandasにおいて、行ラベルに基づいてデータを選択するためのメソッドはどれですか？ df.loc[] df.iloc[] df.at[] df.ix[] None 8. Numpy配列の要素ごとの掛け算に使用される演算子はどれですか？ @ * & % None 9. Pandasでデータを読み込むために使用される関数のうち、CSVファイルを読み込むための関数はどれですか？ pd.read_excel() pd.read_json() pd.read_csv() pd.read_sql() None 10. Numpyにおいて、配列 a = np.array([[1, 2], [3, 4], [5, 6]]) の2番目の行を選択するスライス指定はどれですか？ a[1, :] a[:, 1] a[1] a[1:2, :] None 11. 順伝播での出力が期待通りに学習されない場合、どの要素が問題になる可能性が高いですか？ 活性化関数の選択 バッチサイズ 重みのランダム初期化 入力データの正規化 None 12. 重みの更新に使用される最も一般的な手法は何ですか？ モーメンタム法 勾配降下法 アダム（Adam） SGD（確率的勾配降下法） None 13. ニューラルネットワークにおいて、出力層の活性化関数として「ReLU」を選択するのはどのような場合ですか？ 画像認識タスク バイナリ分類タスク 出力が非負の回帰タスク マルチクラス分類タスク None 14. ニューラルネットワークの出力層の役割は何ですか？ データを内部で処理する データの特徴を学習する モデルの予測結果を外部に出力する 勾配を伝播させる None 15. 順伝播において、出力層での計算結果は何を表していますか？ 各層でのエラーメッセージ モデルが学習した重み モデルの最終的な予測値 入力データの正規化 None 16. 順伝播の計算で使用される活性化関数「ReLU」の利点は次のうちどれですか？ 勾配消失を防ぐことができる 出力を0〜1の範囲に制限できる 非線形だが計算コストが高い 常に正の出力を保証する None 17. 順伝播における「全結合層（Fully Connected Layer）」の主な役割は何ですか？ データの次元を縮小する 特徴を圧縮して次の層に伝える 勾配を計算して更新する 全ての入力に対して線形結合を行い、出力を計算する None 18. 順伝播における「スカラー乗算」とは何を指しますか？ ノード間の重みを各入力に掛け合わせる操作 出力を正規化する操作 活性化関数を適用する操作 入力データの次元を縮小する操作 None 19. 次のうち、回帰問題で一般的に使用される出力層の活性化関数はどれですか？ ReLU ソフトマックス シグモイド 線形活性化関数 None 20. Pandasにおいて、Datetime列の月ごとの集計を行うために最も適切な関数はどれですか？ df.resample('M').sum() df.groupby('月').sum() df.todatetime() df.month().sum() None 21. ニューラルネットワークの入力層で扱われるデータの次元数はどのように決まりますか？ モデルの構造に依存する 入力データの次元数に依存する 中間層の数に依存する 出力層のサイズに依存する None 22. Pandasのgroupby()メソッドを使って、DataFrameをグループ化した後に合計を計算する標準的な方法はどれですか？ df.groupby('列名').mean() df.groupby('列名').count() df.groupby('列名').sum() df.groupby('列名').apply() None 23. 重みの初期化手法として「Xavier初期化」が適しているのはどのような場合ですか？ 活性化関数としてReLUを使用する場合 勾配爆発を防ぐために、重みを大きく初期化する必要がある場合 活性化関数としてシグモイドやtanhを使用する場合 モデルの深さが非常に浅い場合 None 24. Numpyにおいて、np.arange(1, 10, 2) の出力はどれですか？ [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] [1, 3, 5, 7, 9] [1, 2, 4, 6, 8] [1, 3, 6, 9] None 25. ニューラルネットワークの重みが「ランダム初期化」される理由の一つに、次の現象の防止があります。それは何ですか？ 勾配消失 モデルの学習が停滞する ニューロンが同じ勾配を持つことによる「対称性の破れ」の欠如 活性化関数の不安定化 None 26. 勾配降下法を用いて重みを更新する際の「学習率」の役割は何ですか？ 重みの更新量を調整する モデルの出力を決定する 各層のニューロンの数を決定する 活性化関数を選択する None 27. Numpy配列 a = np.array([[1, 2], [3, 4]]) に対して np.dot(a, a) を実行した結果はどれですか？ [[7, 10], [15, 22]] [[1, 2], [3, 4]] [[1, 4], [9, 16]] エラーが発生する None 28. 順伝播において、出力層で「ソフトマックス関数」を使用するのはどのような目的ですか？ モデルの出力を連続値に変換するため 出力を確率分布として解釈するため 勾配の計算をスムーズにするため 出力の次元を減らすため None 29. 3層ニューラルネットワークにおいて、入力層が4ユニット、中間層が5ユニット、出力層が3ユニットである場合、順伝播に必要な全ての重みの数は次のうちどれですか？ 15 20 35 27 None 30. 順伝播において、入力データがスパース（多くのゼロを含む）である場合、どのような対策が有効ですか？ 重みの初期化をランダムに行う 入力データに対して正規化を行う データを正規分布に従って再生成する スパース性を活かすような活性化関数（ReLUなど）を使用する None 31. ニューラルネットワークにおいて、過学習を防ぐための正則化手法として、次のうちどれが重みの制御に関与しますか？ ドロップアウト（Dropout） バッチ正規化（Batch Normalization） 重み減衰（Weight Decay） 勾配クリッピング（Gradient Clipping） None 32. Pandasでデータをソートする際に使用される関数はどれですか？ df.sort_values() df.sort_index() df.rank() df.arrange() None 33. ニューラルネットワークの入力層において、欠損データが多い場合に行うべき対策として最も適切なものは次のうちどれですか？ 欠損データをそのまま入力する 欠損データを補完するか削除する前処理を行う 欠損データを0に置き換える 欠損データを無視して学習を進める None 34. Numpy配列において、次元数を確認するための属性はどれですか？ .size .shape .ndim .dtype None 35. 2つのNumpy配列 a = np.array([1, 2, 3]) と b = np.array([4, 5, 6]) の外積を計算するための関数はどれですか？ np.dot() np.cross() np.outer() np.multiply() None 36. 勾配消失問題は、主にどのような状況で発生しますか？ 重みが非常に大きな値を取る場合 深層ニューラルネットワークで、勾配が層を通じて次第に小さくなる場合 活性化関数としてReLUが使用されている場合 モデルが過学習している場合 None 37. DataFrameの行または列を再配置するための関数はどれですか？ df.sort_index() df.reindex() df.drop() df.shift() None 38. 順伝播の計算で「フィードフォワードネットワーク」が使われる理由は何ですか？ 循環する構造がないため、安定した学習が行えるから モデルの計算量が少なく、リアルタイム処理に適しているから リカレントニューラルネットワーク（RNN）の一部であるため 重みが固定されているため None 39. Numpy配列の形状を変形するために使用される関数はどれですか？ np.reshape() np.resize() np.reform() np.shape() None 40. PandasのDataFrameにおいて、特定の列を選択するための標準的な方法はどれですか？ df.select() df['列名'] df.pick() df.loc() None 41. PandasのDataFrameにおいて、列のデータ型を確認するために使用される属性はどれですか？ df.dtype df.shape df.columns df.dtypes None 42. 画像認識タスクにおける入力層の一般的なデータ形式は何ですか？ 3次元テンソル 1次元ベクトル 2次元画像 スカラー値 None 43. 順伝播における活性化関数の役割は次のうちどれですか？ ノード間の結合強度を調整する 非線形性を導入し、モデルの表現力を高める 勾配の計算を行う 出力の正規化を行う None 44. Numpyにおけるブロードキャストの仕組みを考慮すると、a = np.array([1, 2, 3]) と b = np.array([[1], [2], [3]]) のアダマール積 a * b の結果はどれですか？ [[1, 2, 3], [2, 4, 6], [3, 6, 9]] [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]] [1, 4, 9] エラーが発生する None 45. ニューラルネットワークで重みの「早期停止（Early Stopping）」が有効な理由は何ですか？ 過学習を防ぐため モデルのパラメータ数を削減するため 勾配消失を防ぐため モデルの重みを一時的に凍結するため None 46. ニューラルネットワークで「重み共有」が使用される主な理由は何ですか？ モデルの学習率を向上させるため モデルのパラメータ数を削減し、効率的な計算を可能にするため 活性化関数の効果を強化するため 勾配消失を防ぐため None 47. ニューラルネットワークにおいて「重み減衰（Weight Decay）」が導入される理由は何ですか？ 学習率を動的に調整するため 過学習を防ぐために、重みの大きさにペナルティをかけるため 計算速度を向上させるため モデルの精度を上げるために、重みを一時的に凍結するため None 48. ニューラルネットワークの入力層にデータを正規化して入力する理由は何ですか？ モデルの複雑さを減らすため 計算の安定性と学習速度を向上させるため モデルのパラメータ数を増やすため 隠れ層のユニット数を減らすため None 49. Numpy配列 a = np.array([1, 2, 3, 4]) に対して、a + 2 の結果はどれですか？ [1, 2, 3, 4, 2] [1, 2, 3, 4] [3, 4, 5, 6] エラーが発生する None 50. 順伝播において、活性化関数を「シグモイド関数」から「ReLU関数」に変更した場合、何が期待されますか？ 勾配消失が発生しやすくなる モデルがより非線形なパターンを学習できるようになる モデルの学習速度が向上する可能性がある 出力が負の値になることが多くなる None 51. ニューラルネットワークにおける順伝播の基本的な流れはどれですか？ 入力層→出力層→中間層 入力層→中間層→出力層 出力層→入力層→中間層 中間層→入力層→出力層 None 52. 重みの初期化において、深層ニューラルネットワークで「He初期化」が推奨されるのは次のうちどのような場合ですか？ シグモイド活性化関数を使用する場合 ReLU活性化関数を使用する場合 活性化関数を使用しない場合 勾配爆発を促進する必要がある場合 None 53. 出力層で多クラス分類問題にソフトマックス関数を適用する際、出力が適切な確率分布となるための前提条件は次のうちどれですか？ 出力層のユニット数が入力層と同じである 隠れ層の数が十分に多い 出力層のユニット数が1である 出力層のユニット数が分類するクラス数と等しい None 54. Numpy配列を作成するために使用される関数はどれですか？ np.array() np.matrix() np.list() np.tuple() None 55. Numpy配列 a = np.array([2, 4, 6, 8]) に対して、np.cumsum(a) を実行した場合、出力はどれですか？ [2, 4, 6, 8] [2, 6, 12, 20] [2, 6, 12, 18] [2, 8, 18, 32] None 56. PandasでNaN値を特定の値で置換するための関数はどれですか？ df.fillna() df.dropna() df.replace() df.assign() None 57. 順伝播の計算で「重み」と「バイアス」の役割は次のうちどれですか？ 入力データを増幅する 入力データの次元を減らす 出力を制限する ノード間の結合の強度を調整し、入力にオフセットを加える None 58. ニューラルネットワークの出力層のユニット数は何によって決まりますか？ モデルの入力データの次元数 モデルの目的とタスクの種類 活性化関数の種類 隠れ層のユニット数 None 59. Pandasにおいて、指定した列をインデックスに設定するために使用される関数はどれですか？ df.set_index() df.loc[] df.reindex() df.assign() None 60. あるニューラルネットワークで、順伝播の途中で計算された中間層の出力が全て同じ値になってしまう場合の主な原因は何ですか？ 活性化関数の設定が不適切である 重みが全てゼロに初期化された 勾配消失が発生している 学習率が大きすぎる None Time's up
