python代码用混合罚函数法实现线性优化问题的具体案例,包括绘制迭代过程图,保证准确,并附上参考文献
时间: 2024-03-26 20:36:11 浏览: 62
以下是使用混合罚函数法实现线性优化问题的Python代码示例:
```python
import numpy as np
from scipy.optimize import minimize
# 定义目标函数和约束条件
def objective(x):
return x[0]**2 + x[1]**2
def constraint(x):
return x[0] + x[1] - 1
# 定义罚函数
def penalty_function(x, rho):
return objective(x) + rho * max(0, constraint(x))**2
# 定义混合罚函数
def mixed_penalty_function(x, rho, alpha):
return alpha * penalty_function(x, rho) + (1-alpha) * objective(x)
# 初始化优化变量和参数
x0 = [0, 0]
rho = 1
alpha = 0.5
# 迭代求解
x_history = []
for i in range(20):
result = minimize(lambda x: mixed_penalty_function(x, rho, alpha), x0)
x0 = result.x
x_history.append(x0)
# 更新罚函数参数
rho *= 10
# 绘制迭代过程图
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([x[0] for x in x_history], [x[1] for x in x_history], 'bo-')
plt.xlabel('x1')
plt.ylabel('x2')
plt.title('Iterative process')
plt.show()
```
在上面的代码中,我们使用`minimize`函数来求解混合罚函数,其中`lambda x: mixed_penalty_function(x, rho, alpha)`是一个匿名函数,用于传递混合罚函数和参数。我们使用一个循环来迭代求解,并在每次迭代结束后更新罚函数参数。最终,我们绘制了迭代过程图,用于可视化优化过程。
参考文献:
1. Nocedal, J., & Wright, S. J. (2006). Numerical optimization (2nd ed.). Springer.
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