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Neural Network Theory
Last Updated: 2026-06-01 11:30:51
Abstract
The class focuses on fundamental mathematical aspects of neural networks with an emphasis on deep networks: Universal approximation theorems, capacity of separating surfaces, generalization, fundamental limits of deep neural network learning, VC dimension.
Objective
After attending this lecture, participating in the exercise sessions, and working on the homework problem sets, students will have acquired a working knowledge of the mathematical foundations of neural networks.
Content
1. Universal approximation with single- and multi-layer networks 2. Introduction to approximation theory: Fundamental limits on compressibility of signal classes, Kolmogorov epsilon-entropy of signal classes, non-linear approximation theory 3. Fundamental limits of deep neural network learning 4. Geometry of decision surfaces 5. Separating capacity of nonlinear decision surfaces 6. Vapnik-Chervonenkis (VC) dimension 7. VC dimension of neural networks 8. Generalization error in neural network learning
Resources
Lecture Notes
Detailed lecture notes are available on the course web pagehttps://www.mins.ee.ethz.ch/teaching/nnt/
Learning Materials (Links)
- Main link
- Lecture Website
General Information
- Language
- English
- Levels
- DR , MSC
- Frequency
- Yearly recurring
Examination
- Type
- session examination
- Mode
- written 180 minutes
- Aids
- None
Course Components
| Type | Title | Time & Place | Hours |
|---|---|---|---|
| lecture | Neural Network Theory |
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2 h weekly |
| exercise | Neural Network Theory |
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1 h weekly |
Offered In
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Wahlfächer (Von den angebotenen Wahlfächern müssen mindestens zwei Lerneinheiten erfolgreich abgeschlossen werden. Als Wahlfächer für Rechnergestützte Wissenschaften Master gelten automatisch (ohne Anrechnungsgesuch) auch alle Kernfächer/Vertiefungsfächer (aber nicht Wahlfächer!) aus folgenden Studiengängen: Informatik Master Mathematik Master Physik Master Elektrotechnik und Informationstechnologie Master Data Science Master Robotics, Systems and Control Master Statistik Master Neural Systems and Computation Master gemäss den angegebenen Abschnittsreferenzen.)
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Wahlfächer (Für das Master-Diplom in Angewandter Mathematik ist die folgende Zusatzbedingung (nicht in myStudies ersichtlich) zu beachten: Mindestens 14 KP der erforderlichen 26 KP aus Kern- und Wahlfächern müssen aus Bereichen der angewandten Mathematik und weiteren anwendungsorientierten Gebieten stammen.)
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Wahlfächer aus Bereichen der angewandten Mathematik ... (vollständiger Titel: Wahlfächer aus Bereichen der angewandten Mathematik und weiteren anwendungsorientierten Gebieten)
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Vertiefung: Signal Processing and Machine Learning (The core courses and specialisation courses below are a selection for students who wish to specialise in the area of "Signal Processing and Machine Learning ", see . The individual study plan is subject to the tutor's approval.)
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Kernfächer (These core courses are particularly recommended for the field of "Signal Processing and Machine Learning". You may choose core courses form other fields in agreement with your tutor. A minimum of 24 credits must be obtained from core courses during the MSc EEIT.)
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Vertiefung: Communication (The core courses and specialisation courses below are a selection for students who wish to specialise in the area of "Communication", see . The individual study plan is subject to the tutor's approval.)
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Vertiefungsfächer (These specialisation courses are particularly recommended for the area of "Communication", but you are free to choose courses from any other field in agreement with your tutor. Semester / Research Projects are not allowed in this category. A minimum of 40 credits must be obtained from specialisation courses during the Master's Programme.)
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Statistik Master (Die hier aufgelisteten Lehrveranstaltungen gehören zum Curriculum des Master-Studiengangs Statistik. Die entsprechenden KP gelten nicht als Mobilitäts-KP, auch wenn gewisse Lerneinheiten nicht an der ETH Zürich belegt werden können.)
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Allgemeine Wahlfächer (Den Studierenden steht das gesamte Lehrangebot der ETH Zürich zur individuellen Auswahl offen - mit folgenden Einschränkungen: Lehrveranstaltungen aus den ersten beiden Studienjahren eines Bachelor-Curriculums der ETH Zürich sowie Lehrveranstaltungen aus GESS "Wissenschaft im Kontext" sind nicht als allgemeines Wahlfach anrechenbar. Die Dozierenden folgender Lehrveranstaltungen empfehlen sie ausdrücklich den Studierenden der Physik. (Für die Lehrveranstaltungen in dieser Liste können Sie die Kategorie "Allgemeine Wahlfächer" direkt in myStudies zuordnen. Für die Kategoriezuordnung anderer zugelassener Lehrveranstaltungen lassen Sie bei der Prüfungsanmeldung "keine Kategorie" ausgewählt und wenden Sie sich nach dem Verfügen des Prüfungsresultates an das Studiensekretariat ( ).))
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Doktorat Mathematik (Mehr Informationen unter: )
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Vertiefung Fachwissen (Die Liste der Lehrveranstaltungen für Doktoratsstudentinnen und Doktoratsstudenten wird jedes Semester im Newsletter der ZGSM veröffentlicht.)
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Graduate School (Offizielle Website der Zurich Graduate School in Mathematics: )
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