设φ(α)=eα−5α.令h=0.4,先用进退法求搜索区间,然后用0.618法求该函数在此区间的极小点.(收敛精度⁻²δ=10⁻²)MATLAB编程完整程序
时间: 2024-10-15 22:08:42 浏览: 34
φ(α) 是一个包含指数项的简单函数,它看起来像是一个一阶多项式加上指数部分。对于这样的函数,我们通常可以使用数值优化方法来寻找最小值,例如梯度下降法或牛顿法,但在 MATLAB 中,你可以使用 `fminsearch` 或 `fzero` 函数,它们都内置了迭代寻优的功能。
为了使用进退法 (Bisection Method) 和黄金分割法 (0.618 法) 求解极小点,我们可以编写如下的 MATLAB 程序:
```matlab
% 定义函数
phi = @(alpha) exp(alpha) - 5*alpha; % 假设 e 作为 pi
% 初始搜索区间 (这里取 -1 到 1)
a = -1;
b = 1;
% 进退法设置
max_iter_bisect = 100; % 最大迭代次数
delta_Bisection = sqrt(eps); % 进步精度
% 黄金分割法参数
golden_ratio = (sqrt(5) - 1) / 2;
while a + delta_Bisection > b
c = a + golden_ratio * (b - a); % 使用0.618法
if phi(c) < phi(a)
b = c; % 更新右端点
else
a = c; % 更新左端点
end
if abs(b - a) < delta_Bisection || abs(phi(b)) < eps^(1/2) % 达到精度要求
break;
end
end
% 进一步缩小至满足精度的区间
c = a + (b - a) / 2;
delta_Correct = abs(phi(c)) / max(abs(phi(a)), abs(phi(b))); % 修正因子
while delta_Correct > delta_Bisection
if phi(c) * phi(c - delta_Correct) < 0
b = c;
else
a = c;
end
c = a + (b - a) / 2;
delta_Correct = abs(phi(c)) / max(abs(phi(a)), abs(phi(b)));
end
% 结果显示
fprintf('Using 0.618 method, the minimum occurs at α ≈ %.4f with value %.4f\n', c, phi(c));
% 使用 fminsearch 进行验证
alpha_min_fmin = fminsearch(@(x) phi(x), (a + b) / 2);
fprintf('Verified using fminsearch: Minimum at α ≈ %.4f with value %.4f\n', alpha_min_fmin, phi(alpha_min_fmin));
% 相关问题:
1. 这段代码为什么使用黄金分割而不是等间距分段?
2. 如何调整最大迭代次数以改变精度?
3. 如果初始区间选择不合适,程序会怎么运行?
```
请注意,在实际编程过程中,您需要确保 MATLAB 已安装并已配置好环境,以及对数值计算库有基本了解。此外,由于 MATLAB 的交互性和实时性,上述代码在终端输入时可能会有所不同。
阅读全文