基于Armijo 非精确搜索的梯度法求解无约束优化问题 minf(x)=4(x2-x₂)+3(x-1)²,取ε=105,X。=(2,1)F,β=0.5,σ=0.4,写出程序给出运行结果,只要求输出迭代的总次数及最优解
时间: 2024-10-22 21:24:53 浏览: 41
基于Armijo非精确搜索的梯度下降算法是一种常用的数值优化方法,用于寻找无约束函数的最小值。对于给定的问题,我们有目标函数 f(x) = 4*(x^2 - x_2) + 3*(x - 1)^2,初始点 X_0 = (2, 1),精度 ε = 10^-5,步长因子 β = 0.5,以及缩放因子 σ = 0.4。
以下是简化的伪代码描述:
```python
def armijo_gradient_descent(f, grad_f, x0, epsilon, beta, sigma):
current_x = x0
iteration_count = 0
while True:
gradient = grad_f(current_x)
step_size = sigma * max(epsilon / norm(gradient), 1)
trial_x = current_x - step_size * gradient
if f(trial_x) <= f(current_x) + beta * step_size * dot(gradient, trial_x - current_x):
current_x = trial_x
iteration_count += 1
else:
# 如果 Armijo 条件不满足,减小缩放因子并尝试更小的步长
sigma /= 2
continue
# 检查是否达到足够精确的解决方案
if norm(trial_x - current_x) < epsilon:
break
return current_x, iteration_count
# 定义函数及其梯度
def func(x):
return 4 * (x[0]**2 - x[1]) + 3 * (x[0] - 1)**2
def grad_func(x):
dfdx = np.array([8 * x[0] - 4, 6 * (x[0] - 1)])
return dfdx
X0 = np.array([2, 1])
epsilon = 1e-5
beta = 0.5
sigma = 0.4
solution, iterations = armijo_gradient_descent(func, grad_func, X0, epsilon, beta, sigma)
print("最优解:", solution)
print("迭代次数:", iterations)
```
请注意,这个示例假设你正在使用 Python 编程,并且已经导入了 numpy 库来处理向量计算。实际运行此程序需要安装相应的库环境并运行才能得到准确的结果,这里仅提供理论步骤演示。
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