请你帮我写一段python代码,它作用是计算一个有约束条件的最优化问题,现在我有一个关于t的函数k(t),他是1+f(t)的导数的平方+g(t)的平方的整体开根号然后从-1672积分到349 其中f(t)=a0+a1*t+a2*t**2+a3*t**3+a4*t**4+a5*t**5+a6*t**6+a7*t**7,其中a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7为待定系数 g(t)在t大于0时等于0.26074,在t小于等于0时等于0.36902 其约束条件为f(t)的导数在t属于-1672到349范围内恒大于-0.03且恒小于-0.003, 并且当t等于349时f(t)=7,当t等于-1672时f(t)等于48 求k(t)最小时,a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7的值

时间: 2024-01-17 10:09:31 浏览: 26
为了求解这个有约束条件的最优化问题,我们可以使用SciPy库中的minimize函数。首先,我们需要定义目标函数,即k(t)。然后,我们需要定义约束条件,包括f(t)的导数在指定范围内以及f(349)=7和f(-1672)=48。最后,我们可以使用minimize函数来求解最小值,并且将约束条件作为参数传递给函数。具体实现如下: ```python from scipy.optimize import minimize import numpy as np def k(t, a): f = np.polyval(a, t) g = 0.26074 if t > 0 else 0.36902 df = np.polyval(np.polyder(a), t) if df < -0.03 or df > -0.003: return np.inf else: return np.sqrt(1 + df**2 + g**2) def objective(a): integral = quad(k, -1672, 349, args=(a,)) return integral[0] def constraint1(a): return np.polyval(a, 349) - 7 def constraint2(a): return np.polyval(a, -1672) - 48 def constraint3(a): df_min = np.polyval(np.polyder(a), -1672) df_max = np.polyval(np.polyder(a), 349) return {'type': 'ineq', 'fun': lambda x: df_min + 0.03} def constraint4(a): df_min = np.polyval(np.polyder(a), -1672) df_max = np.polyval(np.polyder(a), 349) return {'type': 'ineq', 'fun': lambda x: -df_max + 0.003} a0 = 0 a1 = 0 a2 = 0 a3 = 0 a4 = 0 a5 = 0 a6 = 0 a7 = 0 a = [a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7] bnds = ((None,None),(None,None),(None,None),(None,None),(None,None),(None,None),(None,None),(None,None)) cons = [{'type': 'eq', 'fun': constraint1}, {'type': 'eq', 'fun': constraint2}, constraint3(a), constraint4(a)] sol = minimize(objective, a, method='SLSQP', bounds=bnds, constraints=cons) print('最小值为:', sol.fun) print('最优解为:', sol.x) ``` 在这段代码中,我们首先定义了k函数,其中a是一个多项式的系数。然后,我们定义了objective函数,它计算k函数在[-1672, 349]积分的值。接下来,我们定义了三个约束条件:f(349)=7,f(-1672)=48,以及f(t)的导数在指定范围内。其中,constraint3和constraint4分别对应于df>-0.03和df<-0.003这两个条件。这些约束条件被封装在一个列表中,并且作为参数传递给minimize函数。最后,我们使用SLSQP方法求解最优解和最小值。 注意,由于这个问题的复杂性,代码的运行时间可能会很长。

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