用梯度下降法实现y=x^2并绘制图像

时间: 2024-05-05 09:18:39 浏览: 8
可以的,梯度下降法可以用来求解函数的最小值或最大值,对于y=x^2这个函数,我们的目标是求最小值。我们可以初始化参数值,比如初始值为x=1,然后定义学习率为0.1,根据梯度下降算法公式:x = x - learning_rate * 2 * x,迭代更新参数值,直到满足停止条件。最后,我们可以使用matplotlib库绘制y=x^2的图像。下面是Python代码: ``` import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def gradient_descent(initial_x, learning_rate, epsilon): x = initial_x error = float('inf') iterations = 0 while error > epsilon: gradient = 2 * x new_x = x - learning_rate * gradient error = abs(new_x - x) x = new_x iterations += 1 print('Total iterations:', iterations) return x x = np.arange(-5, 6, 0.1) y = x**2 plt.plot(x, y) plt.xlabel('x') plt.ylabel('y') plt.title('y=x^2') minimum_x = gradient_descent(initial_x=1, learning_rate=0.1, epsilon=1e-6) minimum_y = minimum_x ** 2 plt.scatter(minimum_x, minimum_y, c='r') plt.show() ``` 当然,也可以使用更高级的优化算法,比如Adam、RMSprop、Adagrad等,来加速收敛。

相关推荐

#外点法(能运行出来) import math import sympy import numpy as np from matplotlib import pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D plt.ion() fig = plt.figure() ax = Axes3D(fig) def draw(x,index,M): # F = f + MM * alpha # FF = sympy.lambdify((x1, x2), F, 'numpy') Z = FF(*(X, Y,M)) ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap='rainbow',alpha=0.5) ax.scatter(x[0], x[1], FF(*(x[0],x[1],M)), c='r',s=80) ax.text(x[0], x[1], FF(*(x[0],x[1],M)), 'here:(%0.3f,%0.3f)' % (x[0], x[1])) ax.set_zlabel('F') # 坐标轴 ax.set_ylabel('X2') ax.set_xlabel('X1') plt.pause(0.1) # plt.show() # plt.savefig('./image/%03d' % index) plt.cla() C = 10 # 放大系数 M = 1 # 惩罚因子 epsilon = 1e-5 # 终止限 x1, x2 = sympy.symbols('x1:3') MM=sympy.symbols('MM') f = -x1 + x2 h = x1 + x2 - 1 # g=sympy.log(x2) if sympy.log(x2)<0 else 0 g = sympy.Piecewise((x2-1, x2 < 1), (0, x2 >= 1)) # u=lambda x: alpha = h ** 2 + g ** 2 F = f + MM * alpha # 梯度下降来最小化F def GD(x,M,n): # F = f + M * alpha # delta_x = 1e-11 # 数值求导 # t = 0.0001 # 步长 e = 0.001 # 极限 # my_print(e) np.array(x) for i in range(15): t = sympy.symbols('t') grad = np.asarray( [sympy.diff(F, x1).subs([(x1, x[0]), (x2, x[1]),(MM,M)]), sympy.diff(F, x2).subs([(x1, x[0]), (x2, x[1]),(MM,M)])]) # print('g',grad) # print((x-t*grad)) # print(F.subs([(x1,(x-t*grad)[0]),(x2,(x-t*grad)[1])])) t = sympy.solve(sympy.diff(F.subs([(x1, (x - t * grad)[0]), (x2, (x - t * grad)[1]),(MM,M)]), t), t) print('t',t) x = x - t * grad print('x', x) # print('mmm',M) draw(x,n*10+i,M) # my_print(np.linalg.norm(grad)) # print(type(grad)) if (abs(grad[0]) < e and abs(grad[1]) < e): # print(np.linalg.norm(grad)) print('g', grad) break return list(x) pass x = [-0.5, 0.2] X = np.arange(0, 4, 0.25) Y = np.arange(0, 4,

最新推荐

recommend-type

python源码基于mediapipe设计实现人体姿态识别动态时间规整算法DTW和LSTM(长短期记忆循环神经网络.rar

本项目基于Python源码,结合MediaPipe框架,实现了人体姿态识别功能,并进一步采用动态时间规整算法(DTW)和长短期记忆循环神经网络(LSTM)对人体动作进行识别。项目涵盖了从姿态估计到动作识别的完整流程,为计算机视觉和机器学习领域的研究与实践提供了有价值的参考。 MediaPipe是一个开源的多媒体处理框架,适用于视频、音频和图像等多种媒体数据的处理。在项目中,我们利用其强大的姿态估计模型,提取出人体的关节点信息,为后续的动作识别打下基础。DTW作为一种经典的模式匹配算法,能够有效地处理时间序列数据之间的差异,而LSTM则擅长捕捉长时间序列中的依赖关系。这两种算法的结合,使得项目在人体动作识别上取得了良好的效果。 经过运行测试,项目各项功能均表现稳定,可放心下载使用。对于计算机相关专业的学生、老师或企业员工而言,该项目不仅是一个高分资源,更是一个难得的实战演练平台。无论是作为毕业设计、课程设计,还是项目初期的立项演示,本项目都能为您提供有力的支持。
recommend-type

web期末大作业-电影动漫的源码案例.rar

本学期末,我们为您呈现一份精心准备的电影动漫源码案例,它不仅是课程设计的优秀资源,更是您实践技能的有力提升工具。经过严格的运行测试,我们确保该案例能够完美兼容各种主流开发环境,让您无需担心兼容性问题,从而更加专注于代码的学习与优化。 这份案例资源覆盖了前端设计、后端逻辑处理、数据库管理等多个关键环节,旨在为您提供一个全面而深入的学习体验。无论您是计算机专业的在校学生,还是对编程充满热情的爱好者,亦或是希望提升技能的企业员工,这份案例都将为您提供宝贵的实战经验。 此外,我们还特别准备了详细的使用指南和在线支持,确保您在学习和使用的过程中能够得到及时有效的帮助。您可以放心下载和使用这份资源,让它成为您学习道路上的得力助手。让我们携手共进,通过实践探索编程的无限可能!
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

解答下列问题:S—>S;T|T;T—>a 构造任意项目集规范族,构造LR(0)分析表,并分析a;a

对于这个文法,我们可以构造以下项目集规范族: I0: S -> .S S -> .T T -> .a I1: S -> S. [$ T -> T. [$ I2: S -> T. I3: S -> S.;S S -> S.;T T -> T.;a 其中,点(.)表示已经被扫描过的符号,;$表示输入串的结束符号。 根据项目集规范族,我们可以构造出LR(0)分析表: 状态 | a | $ ---- | - | - I0 | s3| I1 | |acc I2 | | 其中s3表示移进到状态3,acc表示接受。在分析字符串a;a时,我们可以按照以下步骤进行
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。
recommend-type

"互动学习:行动中的多样性与论文攻读经历"

多样性她- 事实上SCI NCES你的时间表ECOLEDO C Tora SC和NCESPOUR l’Ingén学习互动,互动学习以行动为中心的强化学习学会互动,互动学习,以行动为中心的强化学习计算机科学博士论文于2021年9月28日在Villeneuve d'Asq公开支持马修·瑟林评审团主席法布里斯·勒菲弗尔阿维尼翁大学教授论文指导奥利维尔·皮耶昆谷歌研究教授:智囊团论文联合主任菲利普·普雷教授,大学。里尔/CRISTAL/因里亚报告员奥利维耶·西格德索邦大学报告员卢多维奇·德诺耶教授,Facebook /索邦大学审查员越南圣迈IMT Atlantic高级讲师邀请弗洛里安·斯特鲁布博士,Deepmind对于那些及时看到自己错误的人...3谢谢你首先,我要感谢我的两位博士生导师Olivier和Philippe。奥利维尔,"站在巨人的肩膀上"这句话对你来说完全有意义了。从科学上讲,你知道在这篇论文的(许多)错误中,你是我可以依
recommend-type

实现实时监控告警系统:Kafka与Grafana整合

![实现实时监控告警系统:Kafka与Grafana整合](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9BVldpY3ladXVDbEZpY1pLWmw2bUVaWXFUcEdLT1VDdkxRSmQxZXB5R1lxaWNlUjA2c0hFek5Qc3FyRktudFF1VDMxQVl3QTRXV2lhSWFRMEFRc0I1cW1ZOGcvNjQw?x-oss-process=image/format,png) # 1.1 Kafka集群架构 Kafka集群由多个称为代理的服务器组成,这
recommend-type

mac上和window原生一样的历史剪切板工具有什么

好的,我明白了您的要求。关于您的问题,为使Mac与Windows的历史剪切板功能类似,可以使用第三方工具"CopyClip"、"Alfred"、"Clipboard Manager"等。这些工具可以记录您复制到剪切板的所有内容,而不仅仅是最后一次复制。同时,它们还可以进行搜索和过滤,以便您更快地找到需要的内容。希望这能回答您的问题。