用梯度下降法求下列方程的解: 0.5*e^x + x^3+5x-6=0迭代关系式为: 运行结果显示从???选代开始,收敛于??? 给出python代码
时间: 2024-10-08 17:02:27 浏览: 35
梯度下降法是一种常用的优化算法,用于寻找函数的局部最小值。对于非线性方程 `f(x) = 0.5 * e^x + x^3 + 5x - 6`,我们可以将其视为目标函数,然后使用梯度下降来迭代更新解。首先,我们需要计算该函数的一阶导数(即梯度),因为梯度指向函数值增加最快的方向,而我们想要沿着梯度反方向移动来减小函数值。
方程的导数为:
`f'(x) = e^x + 3x^2 + 5`
迭代公式一般为:
`x_new = x_old - learning_rate * f'(x_old)`
其中,`learning_rate` 是学习率,控制每次迭代的步长。
假设初始猜测 `x0`,给定一个适当的 `learning_rate` 和最大迭代次数 `max_iter`,以下是用 Python 实现的简单版本:
```python
import numpy as np
def function(x):
return 0.5 * np.exp(x) + x**3 + 5*x - 6
def derivative(x):
return np.exp(x) + 3 * x**2 + 5
def gradient_descent(x0, learning_rate=0.01, max_iter=1000):
x = x0
for _ in range(max_iter):
gradient = derivative(x)
if abs(gradient) < 1e-6: # 观察梯度是否足够接近零,作为收敛判断
break
x -= learning_rate * gradient
return x, gradient
# 初始猜测
x0 = 0
solution, last_gradient = gradient_descent(x0)
print(f"从{x0}开始,收敛于{x(solution):.4f}")
print(f"最后一次迭代的梯度为:{last_gradient:.4f}")
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