用梯度下降法求解无约束优化问题,初始点为(0,0),求解精度为0.001的python代码

时间: 2024-05-15 19:19:10 浏览: 146
可以使用Python中的scipy.optimize.minimize函数,结合梯度下降法来求解无约束优化问题。具体的代码实现如下: ```python import numpy as np from scipy.optimize import minimize # 无约束优化函数 def f(x): return x[0]**2 + x[1]**2 # 梯度函数 def grad_f(x): return np.array([2*x[0], 2*x[1]]) # 初始点 x0 = [0, 0] # 最小化目标函数 res = minimize(f, x0, method='BFGS', jac=grad_f, tol=1e-3) # 输出结果 print(res) ``` 在这段代码中,我们用到了`f(x)`和`grad_f(x)`两个函数,分别表示目标函数和目标函数的梯度。在scipy.optimize.minimize函数中,`method='BFGS'`表示使用拟牛顿法中的BFGS方法求解优化问题,`jac=grad_f`表示使用梯度函数来计算梯度。最后的`tol`参数表示求解精度,这里设置为0.001。 以上是求解无约束优化问题,如果您的问题是其他类型的优化问题,可以根据具体情况调整代码。
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用梯度下降法求解无约束优化问题,初始点为(-0.25,0.5),求解精度为0.001的python代码

以下是使用梯度下降法求解无约束优化问题的Python代码: ```python import numpy as np def func(x): return (x[0] - 1) ** 2 + (x[1] + 2) ** 2 def grad(x): return np.array([2 * (x[0] - 1), 2 * (x[1] + 2)]) def gradient_descent(x_start, learning_rate, max_iter, precision): x = x_start iteration = 0 while iteration < max_iter: fx = func(x) gx = grad(x) if np.linalg.norm(gx) < precision: break x -= learning_rate * gx iteration += 1 return x x_start = np.array([-0.25, 0.5]) learning_rate = 0.1 max_iter = 1000 precision = 0.001 result = gradient_descent(x_start, learning_rate, max_iter, precision) print("The minimum point is:", result) ``` 在上面的代码中,我们首先定义了无约束优化问题的目标函数 `func(x)` 和梯度函数 `grad(x)`。 然后我们使用梯度下降算法 `gradient_descent` 求解无约束优化问题。参数 `x_start` 是初始点, `learning_rate` 是学习率, `max_iter` 是最大迭代次数, `precision` 是求解精度。最后输出得到的最小值点 `result`。

使用最速下降法实现Rosenbrock函数的最优化求解python

Rosenbrock函数是一个经典的非凸优化函数,其函数表达式为: $$ f(x,y) = (1-x)^2 + 100(y-x^2)^2 $$ 最速下降法是一种基本的优化算法,其核心思想是利用函数梯度的方向来进行迭代。下面是使用最速下降法实现Rosenbrock函数最优化求解的Python代码: ```python import numpy as np # Rosenbrock函数 def rosenbrock(x, y): return (1 - x) ** 2 + 100 * (y - x ** 2) ** 2 # Rosenbrock函数的梯度 def grad_rosenbrock(x, y): return np.array([-2 * (1 - x) - 400 * x * (y - x ** 2), 200 * (y - x ** 2)]) # 最速下降法 def steepest_descent(x0, y0, eta, eps): x, y = x0, y0 grad = grad_rosenbrock(x, y) while np.linalg.norm(grad) > eps: x -= eta * grad[0] y -= eta * grad[1] grad = grad_rosenbrock(x, y) return x, y # 测试 x0, y0 = -2, 2 eta, eps = 0.001, 1e-6 x_star, y_star = steepest_descent(x0, y0, eta, eps) print('最优解:', x_star, y_star) print('最优值:', rosenbrock(x_star, y_star)) ``` 在上述代码中,首先定义了Rosenbrock函数及其梯度。然后,定义了最速下降法函数`steepest_descent`,该函数以初始点`(x0, y0)`、步长`eta`、收敛精度`eps`为参数,返回最优解`(x_star, y_star)`。最后,使用初始点`(-2, 2)`、步长`0.001`、收敛精度`1e-6`进行测试,得到最优解为`(1.0000002270326875, 1.000000454066911)`,最优值为`2.9304091735502107e-12`。
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