求信赖域算法加局部二次近似求解 关于b级数i从1到nxi[yi-(e∧bxi/1+e∧bxi)])的最大值
时间: 2023-12-06 14:41:39 浏览: 79
信赖域算法是一种优化算法,它用于求解非线性最优化问题。其基本思想是在当前点周围一定范围内寻找一个二次模型来逼近原函数,并在此二次模型上求解最优解。局部二次近似则是指在当前点附近的一小块区域内,近似原函数为一个二次函数。
对于给定的b值和n个(xi, yi)数据点,我们可以使用信赖域算法加局部二次近似求解最大值。首先,在当前点附近选择一个合适的信赖域半径,然后构造一个二次模型来逼近原函数。设当前点为x0,信赖域半径为δ,那么在信赖域内,我们可以将原函数f(x)近似为:
f(x0 + p) ≈ f(x0) + gT p + 1/2 pT B p
其中,g是原函数在x0处的梯度,B是原函数在x0处的黑塞矩阵。p是一个向量,表示在x0的基础上的偏移量,即p = x - x0。
然后,我们需要在信赖域内求解上面的二次模型的最大值。这个问题可以转化为一个约束优化问题:
max b
s.t. ||p|| <= δ
其中,b表示一个参数,用于计算二次项的系数,||p||表示向量p的范数,即偏移量的大小,δ为信赖域半径。
可以将上述问题转化为一个无约束优化问题:
min 1/2 pT B p + gT p - b
s.t. ||p|| <= δ
使用拉格朗日乘数法,将约束条件加入目标函数中,得到一个新的目标函数:
L(p, λ) = 1/2 pT B p + gT p - b + λ(||p||^2 - δ^2)
对L(p, λ)求导,令导数等于0,我们可以得到最优解:
p* = - inv(B + λI) g
λ* = 0 if ||p*|| <= δ, else λ* = (||p*||^2 - δ^2) / ||p*||^2
b* = f(x0) - gT p* - 1/2 p*T B p*
其中,inv(B + λI)表示矩阵(B + λI)的逆矩阵,I为单位矩阵。
最终的最大值为:
max b* i from 1 to n [yi - (e^b*xi / 1 + e^b*xi)]
其中,b*为上面求解得到的最优解。
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