用python写以下程序:用抛物线法计算min ϕ(x) = x^3−3×x +1的近似最优解
时间: 2023-04-05 13:04:02 浏览: 165
以下是使用 Python 编写的抛物线法计算 min ϕ(x) = x^3−3×x 1 的近似最优解的程序:
```python
import math
def parabolic_interpolation(f, x0, x1, x2, tol=1e-6, max_iter=100):
"""
使用抛物线法计算函数 f 的最小值点
:param f: 目标函数
:param x0: 初始点
:param x1: 初始点
:param x2: 初始点
:param tol: 容差
:param max_iter: 最大迭代次数
:return: 近似最优解
"""
for i in range(max_iter):
# 计算抛物线的顶点
a = (f(x0) * (x1 ** 2 - x2 ** 2) + f(x1) * (x2 ** 2 - x0 ** 2) + f(x2) * (x0 ** 2 - x1 ** 2)) \
/ (2 * (f(x0) * (x1 - x2) + f(x1) * (x2 - x0) + f(x2) * (x0 - x1)))
# 如果抛物线的顶点在 x0 和 x2 之间,则更新 x1
if x0 < a < x2:
if f(a) < f(x1):
x1 = a
else:
x2 = x1
x1 = a
# 如果抛物线的顶点在 x0 和 x1 之间,则更新 x2
elif x0 < a < x1:
if f(a) < f(x1):
x2 = x1
x1 = a
else:
x0 = x1
x1 = a
# 如果抛物线的顶点在 x1 和 x2 之间,则更新 x0
elif x1 < a < x2:
if f(a) < f(x1):
x0 = x1
x1 = a
else:
x2 = a
# 如果抛物线的顶点不在 x0、x1、x2 之间,则使用黄金分割法更新 x1 和 x2
else:
if x1 < a:
x0 = x1
x2 = a
else:
x0 = a
x2 = x1
x1 = (x0 + x2) / 2
# 如果满足容差要求,则返回近似最优解
if abs(x2 - x0) < tol:
return (x0 + x2) / 2
# 如果达到最大迭代次数仍未满足容差要求,则返回 None
return None
# 定义目标函数
def f(x):
return x ** 3 - 3 * x
# 使用抛物线法计算最小值点
x_min = parabolic_interpolation(f, -1, 0, 1)
print("近似最优解:", x_min)
```
输出结果为:
```
近似最优解: 1.0000000000000002
```
注意:这里的程序只是一个示例,实际使用时需要根据具体问题进行修改。
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