matlab试用进退法确定函数f(x)=x^3-7x+10的一维优化的初始搜索[a,b]。其中,设初始点a1=0,初始搜索步长 h0=1。
时间: 2024-09-20 14:10:17 浏览: 77
在Matlab中,可以使用`fminbnd`函数来进行一维函数优化,特别是当需要确定最小值时。对于给定的函数`f(x) = x^3 - 7x + 10`,其在一维区间 `[a, b]`内的最小值查找,你可以按照以下步骤进行:
1. 首先,你需要定义目标函数 `fun`,这里是一个匿名函数,输入变量为 `x`,返回值为 `f(x)`:
```matlab
fun = @(x) x.^3 - 7.*x + 10;
```
2. 然后,设定初始搜索范围 `a` 和 `b`,以及初始搜索步长 `h0`。通常,`a1` 已经给你设置为 `0`,但是如果你需要的话,可以修改 `a`。假设 `b` 比较接近最小值区域,例如 `b = 5` 或者更大一些。初始步长 `h0` 设为 `1`,但如果计算表明步幅过大,可能会导致搜索效率降低,这时可能需要适当减小。
```matlab
a = a1; % 保持初始点不变
b = 5; % 这里设定一个较大的初始上限
h0 = 1; % 初始搜索步长
```
3. 使用 `fminbnd` 函数进行搜索:
```matlab
[x_opt, f_min] = fminbnd(fun, a, b, 'InitialStep', h0);
```
`f_min` 将得到最小值,而 `x_opt` 则是对应的最优解 `x` 的值。
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步骤如下:
1. **初始化**:
- 设定初始点 \( x_0 = 0 \)
- 初始步长 \( h = 0.1 \)
- 计算黄金分割比例 \(\phi\) (约为0.61803)
2. **计算中间点**:
- 中间点 \( x_1 = x_0 + h \cdot \phi \)
- 检查 \( F(x_1) \) 是否小于 \( F(x_0) \),如果是,则搜索范围缩小到 \( [x_0, x_1] \),否则使用 \( x_0 \) 和 \( x_1 \) 的倒数位置作为新搜索区间的端点。
3. **递归过程**:
- 重复步骤2,直至 \( |x_1 - x_0| < \epsilon \) (精度阈值),此时认为 \( x_1 \) 或 \( x_0 \) 就是极小点估计。
下面是使用MATLAB实现的基本代码框架:
```matlab
function [min_x, min_val] = golden_section_search(f, x1, x2, h, max_iter, tolerance)
% 初始化
x0 = x1;
phi = (sqrt(5) - 1) / 2; % Golden ratio
iter = 0;
% 主循环
while (abs(x1 - x2) > tolerance && iter < max_iter)
if f(x1) < f(x0)
% 更新右边界
x2 = x1;
x1 = x0 - (x0 - x2) * phi;
else
% 更新左边界
x0 = x1;
x1 = x0 + (x2 - x0) * phi;
end
iter = iter + 1;
end
% 返回极小点估计和对应的函数值
min_x = x1;
min_val = f(min_x);
end
% 调用函数,并传递你的函数F,及初始区间[-10, 10]
[min_x, min_val] = golden_section_search(@(x) x^4 - 4*x^3 - 6*x^2 - 16*x + 4, -10, 10, 0.1, 100, 1e-6);
```
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