牛顿下山法matlab代码

牛顿下山法是一种非线性优化算法，旨在寻找一个函数的最小值点。以下是一个使用Matlab编写的牛顿下山法的简单示例代码。

function [x_opt, f_opt] = newton_method(f, grad, hess, x0, tol)
% 牛顿下山法函数
% 输入参数:
% f - 目标函数
% grad - 目标函数的梯度
% hess - 目标函数的Hessian矩阵
% x0 - 初始猜测点
% tol - 容忍误差
% 输出参数:
% x_opt - 最优解
% f_opt - 最优解对应的目标函数值

x = x0;
x_opt = x0;
f_opt = f(x0);

while abs(grad(x)) >= tol
    p = -hess(x) \ grad(x);  % 计算牛顿下山法的方向
    alpha = backtrack(f, grad, p, x);  % 使用回溯直线搜索计算步长
    x = x + alpha * p;  % 迭代更新新的解
    if f(x) < f_opt
        x_opt = x;
        f_opt = f(x);
    end
end

end

function alpha = backtrack(f, grad, p, x)
% 回溯直线搜索函数
% 输入参数:
% f - 目标函数
% grad - 目标函数的梯度
% p - 下降方向
% x - 当前点
% 输出参数:
% alpha - 步长

alpha = 1;  % 初始步长
c = 0.5;  % 回溯直线搜索参数
rho = 0.5;  % 回溯直线搜索参数

while f(x + alpha*p) > f(x) + c * alpha * grad(x)' * p
    alpha = rho * alpha;  % 更新步长
end

end

上述代码中，`f`是目标函数，`grad`是目标函数的梯度，`hess`是目标函数的Hessian矩阵，`x0`是初始猜测点，`tol`是容忍误差。函数`newton_method`使用牛顿下山法迭代更新解，并返回最优解`x_opt`和最优解对应的目标函数值`f_opt`。函数`backtrack`使用回溯直线搜索方法来计算步长`alpha`。