用python求最小值:z = x2 + y2 初值 x = 3, y=2 采用牛顿法求解

时间: 2023-08-16 17:09:34 浏览: 260
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简单介绍Python中用于求最小值的min()方法

牛顿法是一种迭代求解函数零点或最值的方法。对于求解函数最小值的问题,我们需要求解函数的导数为0的点,即梯度为0的点。我们可以使用牛顿法来逼近这个点。具体步骤如下: 1. 定义函数 f(x,y) = x^2 + y^2 2. 求解函数的梯度 grad_f(x,y) = [2x, 2y] 3. 初值设为 x=3, y=2 4. 迭代更新公式为: ``` x_{n+1} = x_n - (grad_f(x_n, y_n) / H_f(x_n, y_n))_x y_{n+1} = y_n - (grad_f(x_n, y_n) / H_f(x_n, y_n))_y ``` 其中,H_f(x,y) 是函数 f(x,y) 的 Hessian 矩阵,即 ``` H_f(x,y) = [[2, 0], [0, 2]] ``` 5. 重复步骤4直到收敛(梯度的模趋近于0) 下面是Python代码实现: ```python def f(x, y): return x**2 + y**2 def grad_f(x, y): return [2*x, 2*y] def H_f(x, y): return [[2, 0], [0, 2]] x = 3 y = 2 tol = 1e-6 while True: grad = grad_f(x, y) H = H_f(x, y) dx = -grad[0] / H[0][0] dy = -grad[1] / H[1][1] x += dx y += dy if abs(grad[0]) < tol and abs(grad[1]) < tol: break print("min f(x,y) = %.6f, x = %.6f, y = %.6f" % (f(x, y), x, y)) ``` 运行结果为: ``` min f(x,y) = 0.000000, x = 0.000000, y = 0.000000 ``` 说明函数的最小值为0,在点 (0,0) 处取到。
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