写出可以直接在matlab中运行的代码,用牛顿法求解无约束优化问题:min f(x)=100(x1^2-x2)^2+(x1-1)^2,x属于R^2
时间: 2023-11-26 19:06:14 浏览: 64
基于matlab的牛顿法求无约束的优化问题(min)源码.zip
以下是可以直接在 Matlab 中运行的代码,使用牛顿法求解无约束优化问题:
```matlab
% 定义目标函数 f(x)
f = @(x) 100*(x(1)^2 - x(2))^2 + (x(1) - 1)^2;
% 定义目标函数的一阶和二阶导数
df = @(x) [400*x(1)*(x(1)^2 - x(2)) + 2*(x(1) - 1); -200*(x(1)^2 - x(2))];
d2f = @(x) [1200*x(1)^2 - 400*x(2) + 2, -400*x(1); -400*x(1), 200];
% 设置初始点和容差
x0 = [0; 0];
tol = 1e-6;
% 牛顿法主循环
while true
% 计算当前点的一阶和二阶导数
dfx = df(x0);
d2fx = d2f(x0);
% 计算搜索方向 d
d = -d2fx \ dfx;
% 计算步长 alpha
alpha = 1;
% 更新 x0 的值
x = x0 + alpha*d;
% 判断是否满足终止条件
if norm(x - x0) < tol
break;
end
% 更新 x0 的值
x0 = x;
end
% 输出最优解和最优值
fprintf('最优解为:x1 = %.4f, x2 = %.4f\n', x(1), x(2));
fprintf('最优值为:%.4f\n', f(x));
```
在上面的代码中,我们首先定义了目标函数 $f(x)$,以及它的一阶和二阶导数。然后,我们设置了初始点和容差,并进入了牛顿法的主循环。在循环中,我们先计算当前点的一阶和二阶导数,然后计算搜索方向和步长,更新 $x_0$ 的值,并判断是否满足终止条件。最后,我们输出最优解和最优值。
请注意,牛顿法在计算二阶导数的时候需要保证目标函数的二阶导数存在,并且是正定的。如果二阶导数不存在或不是正定的,牛顿法可能会出现收敛问题。在这种情况下,可以考虑使用其他的优化算法,比如拟牛顿法。
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