f(x)=(x-x1)**4+(y-y1)**4,其它条件不变。 输出其规划路径。学习率分别为0.01,0.1.PYTHON编译
时间: 2024-09-14 13:09:19 浏览: 41
信号与系统实验4-LTI离散系统时域变换域分析.zip
函数 f(x)=(x-x1)^4+(y-y1)^4 定义了一个二维空间中的四次曲面,其中 (x1, y1) 是曲面的一个局部极小点。当我们使用梯度下降算法来找到这个函数的最小值时,我们需要计算函数的梯度(即偏导数)并沿着这个梯度的反方向(因为是极小化问题)更新当前点的位置。
梯度下降算法的更新公式可以表示为:
x_{new} = x_{old} - learning\_rate * gradient_x
y_{new} = y_{old} - learning\_rate * gradient_y
其中 gradient_x 和 gradient_y 分别是函数对 x 和 y 的偏导数,learning_rate 是学习率。
下面是使用 Python 编写的梯度下降算法来找到 f(x) 的最小值的代码示例:
```python
import numpy as np
# 定义函数 f(x, y)
def f(x, y):
return (x - x1)**4 + (y - y1)**4
# 定义函数的梯度
def grad_f(x, y):
df_dx = 4 * (x - x1)**3
df_dy = 4 * (y - y1)**3
return np.array([df_dx, df_dy])
# 梯度下降算法
def gradient_descent(start_point, learning_rate, n_iterations=1000):
x, y = start_point
for i in range(n_iterations):
grad = grad_f(x, y)
x = x - learning_rate * grad[0]
y = y - learning_rate * grad[1]
return x, y
# 初始点和学习率
x1, y1 = 2, 2 # 可以根据需要更改局部极小点的位置
start_point = np.array([10, 10]) # 初始位置
learning_rates = [0.01, 0.1]
# 对每个学习率执行梯度下降
for lr in learning_rates:
x_min, y_min = gradient_descent(start_point, lr)
print(f"学习率为 {lr} 时的最小值点为: ({x_min}, {y_min})")
```
请注意,学习率过大可能会导致算法无法收敛,因此在实际应用中需要仔细选择合适的学习率。此外,梯度下降算法会收敛到初始点最近的局部最小值,如果函数有多个局部最小值,不同的初始点可能会导致收敛到不同的局部最小值。
阅读全文