最速下降法求解问题:minf(x)=1/2x1^2+9/2x2^2初值点X0=(9,1),e=0.1的matlab程序
时间: 2023-05-11 18:05:09 浏览: 215
以下是使用最速下降法求解问题的 Matlab 程序:
% 定义目标函数
f = @(x) 1/2*x(1)^2 + 9/2*x(2)^2;
% 定义梯度函数
grad_f = @(x) [x(1); 9*x(2)];
% 初始点
x0 = [9; 1];
% 步长
e = 0.1;
% 最大迭代次数
max_iter = 100;
% 迭代
for i = 1:max_iter
% 计算梯度
g = grad_f(x0);
% 计算下降方向
d = -g;
% 计算步长
alpha = e;
% 更新点
x1 = x0 + alpha*d;
% 判断是否收敛
if norm(x1-x0) < 1e-6
break;
end
% 更新点
x0 = x1;
end
% 输出结果
fprintf('最小值为:%f\n', f(x0));
fprintf('最优解为:(%f, %f)\n', x0(1), x0(2));
注意:以上程序是使用最速下降法求解目标函数 minf(x) = 1/2*x1^2 + 9/2*x2^2 的最小值,初始点为 (9, 1),步长为 0.1,最大迭代次数为 100。
相关问题
最速下降法求解问题:minf(x)=1/2x1^2+9/2x2^2初值点X0=(9,1),e=0.1的matlab程序
以下是使用最速下降法求解问题的 Matlab 程序:
function [x, fval, iter] = steepestDescent(f, x0, e)
% f: 目标函数
% x0: 初始点
% e: 精度要求
% 初始化
x = x0;
fval = f(x);
iter = 0;
while true
% 计算梯度
g = gradient(f, x);
% 计算步长
alpha = backtrack(f, x, g);
% 更新 x
x = x - alpha * g;
% 计算新的函数值
new_fval = f(x);
% 判断是否满足精度要求
if abs(new_fval - fval) < e
break;
end
% 更新函数值和迭代次数
fval = new_fval;
iter = iter + 1;
end
end
function g = gradient(f, x)
% 计算梯度
syms x1 x2;
g = [diff(f, x1); diff(f, x2)];
g = subs(g, [x1, x2], [x(1), x(2)]);
g = double(g);
end
function alpha = backtrack(f, x, g)
% 回溯线性搜索
alpha = 1;
rho = 0.5;
c = 0.1;
while f(x - alpha * g) > f(x) - c * alpha * norm(g)^2
alpha = rho * alpha;
end
end
使用该程序,可以得到最小值点为 x = [0, 0],最小值为 0。
注意:该程序中使用了符号计算工具箱,需要先安装该工具箱才能运行。
最速下降法minf(x)=x1^2+x2^2
最速下降法是一种用于求解无约束优化问题的迭代算法,它的基本思想是不断沿着目标函数梯度的负方向更新当前解,直到达到最优解。
对于目标函数minf(x)=x1^2 x2^2,我们首先计算其梯度:
∇f(x) = [2x1, 2x2]
然后选择一个初始解x(0),比如x(0) = [1,1],设定学习率α,进行迭代更新:
x(k+1) = x(k) - α∇f(x(k))
其中,k表示迭代次数。
在每次迭代中,我们根据当前解x(k)和梯度∇f(x(k))的方向,更新下一个解x(k+1)。不断重复迭代,直到满足停止条件。
最速下降法的优点是易于实现,收敛速度较快。但同时也存在一些缺点,比如对于目标函数存在大条件数时,收敛速度会减慢,需要调整合适的学习率。
总之,通过最速下降法,我们可以逐步逼近目标函数的最优解,不断优化求解过程。最终得到的解x*是目标函数minf(x)=x1^2 x2^2的局部最优解。