我的目标函数是f=3*x1*x2,求min。限制条件是x1*sin(x2/2)-3/2<=0。用MATLAB代码实现这个优化问题,当x1,x2分别为多少时能取得fmin?

时间: 2024-09-08 09:01:51 浏览: 68
在MATLAB中,你可以使用`fmincon`函数来解决带有不等式约束的非线性优化问题。`fmincon`是一个用于求解有约束的非线性最小化问题的函数。下面是一个简单的MATLAB代码示例,用于求解你提供的优化问题。 首先定义目标函数`f`,然后设置`fmincon`的调用参数,包括非线性约束函数、初始猜测值、目标函数句柄、以及约束条件。非线性约束函数需要返回两个输出,一个为不等式约束`c`,一个为雅可比矩阵`ceq`,即使不使用雅可比矩阵,也需要提供一个返回空矩阵的函数。在这个问题中,我们不关心等式约束,所以`ceq`可以返回空矩阵。初始猜测值`x0`可以选择为任意合法的起点。 ```matlab % 目标函数 function f = objective(x) f = 3*x(1)*x(2); end % 非线性约束函数 function [c, ceq] = nonlcon(x) c = x(1)*sin(x(2)/2) - 3/2; % 不等式约束 c <= 0 ceq = []; % 没有等式约束 end % 初始猜测值 x0 = [1, 1]; % 可以根据实际情况调整 % 设置优化选项 options = optimoptions('fmincon','Display','iter','Algorithm','interior-point'); % 调用fmincon [x_min, fmin] = fmincon(@objective, x0, [], [], [], [], [], [], @nonlcon, options); % 输出结果 fprintf('最小值:fmin = %f\n', fmin); fprintf('x1 = %f\n', x_min(1)); fprintf('x2 = %f\n', x_min(2)); ``` 请将上述代码保存为`.m`文件或者在MATLAB命令窗口中直接运行。运行后,你会得到变量`x_min`,它包含了使目标函数`f`最小的`x1`和`x2`的值,以及`fmin`,即最小化目标函数的值。
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#include<iostream> using namespace std; #define pi 3.1415926 struct coord { double x; double y; }; double cot(double a); double DmsToRad(double Dms); coord For_Insec(double xA, double yA, double xB, double yB, double alfa, double beta, double a); int main() { double a; cout << "请申明坐标编号注记方式(逆时针为1,顺时针0:"; cin >> a; cout << endl; double x1, y1, x2, y2, alfa, beta; cout << "请输入已知坐标点A的x,y坐标:"; cin >> x1 >> y1; cout << endl; cout << "请输入已知坐标点B的x,y坐标:"; cin >> x2 >> y2; cout << endl; cout << "请输入测量角度α和β:"; cin >> alfa >> beta; coord p; p = For_Insec(x1, y1, x2, y2, alfa, beta, a); cout << endl; cout << "待定点P的坐标xp=" << p.x << " ,y=" << p.y; return 0; } double cot(double a)//cot三角函数 { return cos(a) / sin(a); } double DmsToRad(double Dms)//角度转换函数 { int i_Deg = (int)Dms; double temp = (Dms - i_Deg) * 100; int i_Min = (int)temp; double sec = (temp - i_Min) * 100; double Rad = (i_Deg + i_Min / 60.0 + sec / 3600)*pi / 180; return Rad; } coord For_Insec(double xA, double yA, double xB, double yB, double alfa, double beta, double a) { alfa = DmsToRad(alfa); beta = DmsToRad(beta); coord p; if (a)//逆时针注记 { p.x = (xA*cot(beta) + xB*cot(alfa) + (yB - yA)) / (cot(alfa) + cot(beta)); p.y = (yA*cot(beta) + yB*cot(alfa) + (xA - xB)) / (cot(alfa) + cot(beta)); } else { p.x = (xA*cot(beta) + xB*cot(alfa) + (yA - yB)) / (cot(alfa) + cot(beta)); p.y = (yA*cot(beta) + yB*cot(alfa) + (xB - xA)) / (cot(alfa) + cot(beta)); } return p; }优化上面代码

以下代码求解局部极值怎么改正:%10-1 % 定义函数f1(x) f1 = @(x) 3x.^3 - 25x.^2 + 8x + 5; % 定义函数f2(x) f2 = @(x) 0.05exp(x).sin(2x); % (1) 使用fzero函数求解方程f1(x)=0的根 x1_root = fzero(f1, 6); x2_root = fzero(f1, 11); % 绘制函数f1(x)的图形 x = linspace(6, 11, 100); y1 = f1(x); figure; plot(x, y1, 'b', 'LineWidth', 2); hold on; % 绘制函数f2(x)的图形 y2 = f2(x); plot(x, y2, 'r', 'LineWidth', 2); % 标记方程f1(x)=0的根 plot(x1_root, f1(x1_root), 'bo', 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'b'); plot(x2_root, f1(x2_root), 'bo', 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'b'); % 添加轴标签和图例 xlabel('x'); ylabel('f(x)'); legend('f1(x)', 'f2(x)'); % (2) 求解函数f1(x)和f2(x)的交点 intersection_points = fzero(@(x) f1(x) - f2(x), [6, 11]); % 判断交点是否存在 if isempty(intersection_points) disp('函数f1(x)和f2(x)没有交点。'); else disp('函数f1(x)和f2(x)的交点坐标值:'); disp(intersection_points); % 在图中标记交点 plot(intersection_points, f1(intersection_points), 'ko', 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'k'); end % (3) 寻找函数f1(x)和f2(x)的局部极值点 syms x_sym; f1_sym = 3x_sym^3 - 25x_sym^2 + 8x_sym + 5; f2_sym = 0.05exp(1)sin(2x_sym); % 计算f1(x)和f2(x)的导数 %f1_derivative = diff(f1_sym); %f2_derivative = diff(f2_sym); % (3) 寻找函数f1(x)和f2(x)的局部极值点 f1_derivative = diff(f1(x)); f2_derivative = diff(f2(x)); extrema_points = solve([f1_derivative, f2_derivative], x, [6, 11]); % 输出局部极值点的坐标信息 if isempty(extrema_points) disp('函数f1(x)和f2(x)没有局部极值点。'); else disp('函数f1(x)和f2(x)的局部极值点坐标值:'); for i = 1:numel(extrema_points) x_val = double(extrema_points(i)); disp(['x = ' num2str(x_val)]); disp(['f1(x) = ' num2str(f1(x_val))]); disp(['f2(x) = ' num2str(f2(x_val))]); % 在图中标记局部极值点 plot(x_val, double(f1(x_val)), 'mo', 'MarkerSize', 8, 'MarkerFaceColor', 'm'); end end

翻译这段程序并自行赋值调用:import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import sklearn import sklearn.datasets import sklearn.linear_model def plot_decision_boundary(model, X, y): # Set min and max values and give it some padding x_min, x_max = X[0, :].min() - 1, X[0, :].max() + 1 y_min, y_max = X[1, :].min() - 1, X[1, :].max() + 1 h = 0.01 # Generate a grid of points with distance h between them xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, h), np.arange(y_min, y_max, h)) # Predict the function value for the whole grid Z = model(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()]) Z = Z.reshape(xx.shape) # Plot the contour and training examples plt.contourf(xx, yy, Z, cmap=plt.cm.Spectral) plt.ylabel('x2') plt.xlabel('x1') plt.scatter(X[0, :], X[1, :], c=y, cmap=plt.cm.Spectral) def sigmoid(x): s = 1/(1+np.exp(-x)) return s def load_planar_dataset(): np.random.seed(1) m = 400 # number of examples N = int(m/2) # number of points per class print(np.random.randn(N)) D = 2 # dimensionality X = np.zeros((m,D)) # data matrix where each row is a single example Y = np.zeros((m,1), dtype='uint8') # labels vector (0 for red, 1 for blue) a = 4 # maximum ray of the flower for j in range(2): ix = range(Nj,N(j+1)) t = np.linspace(j3.12,(j+1)3.12,N) + np.random.randn(N)0.2 # theta r = anp.sin(4t) + np.random.randn(N)0.2 # radius X[ix] = np.c_[rnp.sin(t), rnp.cos(t)] Y[ix] = j X = X.T Y = Y.T return X, Y def load_extra_datasets(): N = 200 noisy_circles = sklearn.datasets.make_circles(n_samples=N, factor=.5, noise=.3) noisy_moons = sklearn.datasets.make_moons(n_samples=N, noise=.2) blobs = sklearn.datasets.make_blobs(n_samples=N, random_state=5, n_features=2, centers=6) gaussian_quantiles = sklearn.datasets.make_gaussian_quantiles(mean=None, cov=0.5, n_samples=N, n_features=2, n_classes=2, shuffle=True, random_state=None) no_structure = np.random.rand(N, 2), np.random.rand(N, 2) return noisy_circles, noisy_moons, blobs, gaussian_quantiles, no_structure

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