对于一个具有维度 n = 222 的二次函数 f(x) = 1/2 x^T G x + b^T x,其中 x^0 被定义为0,步长ak为精确线搜索,用matlab求解最小值
时间: 2024-10-19 13:12:54 浏览: 32
对于一个高维二次函数 \( f(x) = \frac{1}{2} x^\top G x + b^\top x \),在Matlab中使用精确线搜索(也称为直接搜索法,如拟牛顿法的BFGS或CG方法)来寻找最小值时,通常需要以下步骤:
1. **初始化**:首先设定初始估计值 \( x_0 \),通常是随机选择或者基于经验的值。
2. **梯度计算**:计算当前点 \( x_k \) 的梯度 \( g_k = \nabla f(x_k) = Gx_k + b \)。
3. **Hessian评估**:虽然在精确线搜索中不需要存储Hessian矩阵,但为了计算步长 \( a_k \),你需要知道在当前点的Hessian导数的近似值。这可能是通过二阶泰勒展开或者之前搜索历史得到的。
4. **步长计算**:在拟牛顿方法中,会利用Hessian的近似来选择最合适的步长 \( a_k \),例如使用Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) 或者Conjugate Gradient (CG) 算法,直到满足一定的终止条件,如步长足够小、函数值下降等。
5. **更新位置**:\( x_{k+1} = x_k - a_k g_k \)。
6. **循环检查**:如果满足收敛准则(如函数值减小、梯度接近零),跳出循环;否则,回到第2步继续搜索。
在Matlab中,可以使用`fminunc`函数来进行无约束优化,该函数支持使用精确线搜索。示例代码可能如下:
```matlab
options = optimoptions('fminunc', 'Algorithm', 'quasi-newton', 'LineSearch', 'exact');
[x_min, fval, exitflag, output] = fminunc(@myObjectiveFunction, x0, options, G, b);
```
其中`myObjectiveFunction`是你定义的目标函数处理和返回值的匿名函数。
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