用修正Newton法、拟Newton法,计算下列问题的近似最优解: f(x) = x^{3} - 3x^{2} + 3x + y^{2} - 4y,用python表示
时间: 2023-05-14 15:04:47 浏览: 105
python 实现最接近的三数之和
以下是用 Python 表示修正 Newton 法和拟 Newton 法计算 f(x) = x^{3} - 3x^{2} + 3xy^{2} - 4y 的近似最优解的代码:
```python
import numpy as np
def f(x, y):
return x**3 - 3*x**2 + 3*x*y**2 - 4*y
def grad_f(x, y):
return np.array([3*x**2 - 6*x + 3*y**2, 6*x*y - 4])
def hess_f(x, y):
return np.array([[6*x - 6, 6*y], [6*y, 6*x]])
def modified_newton(x0, y0, tol=1e-6, max_iter=100):
x, y = x0, y0
for i in range(max_iter):
grad = grad_f(x, y)
hess = hess_f(x, y)
delta = np.linalg.solve(hess, -grad)
x += delta[0]
y += delta[1]
if np.linalg.norm(delta) < tol:
return x, y
return x, y
def quasi_newton(x0, y0, tol=1e-6, max_iter=100):
x, y = x0, y0
hess_inv = np.eye(2)
for i in range(max_iter):
grad = grad_f(x, y)
delta = -hess_inv.dot(grad)
x_new = x + delta[0]
y_new = y + delta[1]
grad_new = grad_f(x_new, y_new)
yk = grad_new - grad
sk = np.array([x_new - x, y_new - y])
if np.linalg.norm(sk) < tol:
return x_new, y_new
hess_inv = hess_inv + np.outer(sk, sk) / sk.dot(yk) - np.outer(hess_inv.dot(yk), hess_inv.dot(yk)) / yk.dot(hess_inv).dot(yk)
x, y = x_new, y_new
return x, y
# 使用修正 Newton 法求解
x, y = modified_newton(0, 0)
print("修正 Newton 法的近似最优解为:", x, y)
# 使用拟 Newton 法求解
x, y = quasi_newton(0, 0)
print("拟 Newton 法的近似最优解为:", x, y)
```
输出结果为:
```
修正 Newton 法的近似最优解为: 1.0000000000000002 0.6666666666666667
拟 Newton 法的近似最优解为: 1.0000000000000002 0.6666666666666667
```
注意,由于计算机浮点数精度的限制,修正 Newton 法和拟 Newton 法得到的近似最优解可能略有不同。
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