试用进退算法确定函数 F(x)=x⁴-4x³-6x²-16x+4的初始搜索区间[x1,x2]。设初试点x0=0,初始步长h=0.1。Matlab编程。
时间: 2024-09-19 18:09:19 浏览: 41
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进退搜索算法,也称为Golden Section Search,是一种用于在一维连续函数上寻找最小值的优化算法。对于给定的函数 \( F(x) = x^4 - 4x^3 - 6x^2 - 16x + 4 \),我们需要在一个初始区间 [x1, x2] 内找到该函数的极小点。
首先,你需要确定一个合适的初始区间。由于题目没有提供具体的区间,我们假设这是一个闭区间,比如 [-5, 5] 或者 [-10, 10],这两个区间通常包含多项式可能的极值区域。
步骤如下:
1. **初始化**:
- 设定初始点 \( x_0 = 0 \)
- 初始步长 \( h = 0.1 \)
- 计算黄金分割比例 \(\phi\) (约为0.61803)
2. **计算中间点**:
- 中间点 \( x_1 = x_0 + h \cdot \phi \)
- 检查 \( F(x_1) \) 是否小于 \( F(x_0) \),如果是,则搜索范围缩小到 \( [x_0, x_1] \),否则使用 \( x_0 \) 和 \( x_1 \) 的倒数位置作为新搜索区间的端点。
3. **递归过程**:
- 重复步骤2,直至 \( |x_1 - x_0| < \epsilon \) (精度阈值),此时认为 \( x_1 \) 或 \( x_0 \) 就是极小点估计。
下面是使用MATLAB实现的基本代码框架:
```matlab
function [min_x, min_val] = golden_section_search(f, x1, x2, h, max_iter, tolerance)
% 初始化
x0 = x1;
phi = (sqrt(5) - 1) / 2; % Golden ratio
iter = 0;
% 主循环
while (abs(x1 - x2) > tolerance && iter < max_iter)
if f(x1) < f(x0)
% 更新右边界
x2 = x1;
x1 = x0 - (x0 - x2) * phi;
else
% 更新左边界
x0 = x1;
x1 = x0 + (x2 - x0) * phi;
end
iter = iter + 1;
end
% 返回极小点估计和对应的函数值
min_x = x1;
min_val = f(min_x);
end
% 调用函数,并传递你的函数F,及初始区间[-10, 10]
[min_x, min_val] = golden_section_search(@(x) x^4 - 4*x^3 - 6*x^2 - 16*x + 4, -10, 10, 0.1, 100, 1e-6);
```
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