请用模拟退火算法求f(x)=x^2的最小值

时间: 2023-09-08 14:10:50 浏览: 54
好的,我们可以使用模拟退火算法来求解函数 f(x) = x^2 的最小值。 首先,我们需要定义一个搜索空间,也就是 x 的取值范围。假设我们将搜索范围设置为 [-10, 10]。 其次,我们需要定义一个初始状态 s,即在搜索范围内随机选取一个初始值。 然后,我们可以设置一个初始温度 T 和一个结束温度 T_end,以及一个降温速率 alpha。在每个温度下,我们都需要进行一定次数的迭代,每次迭代都尝试在搜索范围内随机选取一个相邻状态 s',并计算当前状态和相邻状态的能量差 ΔE。 如果 ΔE 小于 0,则接受相邻状态 s';如果 ΔE 大于 0,则以概率 p=exp(-ΔE/T) 接受相邻状态 s'。这里,我们可以将概率 p 作为接受相邻状态的依据,这样可以使得算法能够在局部最优解中跳出来,从而更容易找到全局最优解。 最后,当温度 T 降低到结束温度 T_end 时,算法结束,返回最终状态。 下面是 Python 代码实现: ```python import random import math def f(x): return x ** 2 def simulated_annealing(): # 定义搜索范围 x_min, x_max = -10, 10 # 定义初始状态 s = random.uniform(x_min, x_max) # 定义初始温度和结束温度 T, T_end = 100, 0.1 # 定义降温速率 alpha = 0.99 # 迭代次数 iter_num = 100 while T > T_end: for i in range(iter_num): # 随机选取相邻状态 s_prime = s + random.uniform(-1, 1) # 计算能量差 delta_E = f(s_prime) - f(s) if delta_E < 0: s = s_prime else: p = math.exp(-delta_E/T) if random.uniform(0, 1) < p: s = s_prime # 降温 T *= alpha return s # 测试代码 result = simulated_annealing() print("最小值点: x = %.4f, f(x) = %.4f" % (result, f(result))) ``` 希望这个例子能够帮助你理解模拟退火算法的实现过程。

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