用牛顿共轭梯度法,算法步骤如下:步骤1:给出x0 * ,k=0, >0 步骤2:若终止条件满足(||gk< ||),则迭代停止 步骤3:计算dk 步骤4:计算 ,k=k+1,转步骤2 用python编写代码来求函数极小值?
时间: 2023-12-03 17:45:46 浏览: 88
gongetidufa.rar_共轭梯度法_共轭梯度算法_最优算法
以下是用Python实现的牛顿共轭梯度法求解函数极小值的代码:
```python
import numpy as np
# 定义函数f及其一阶和二阶导数df和d2f
def f(x):
return np.sin(x)
def df(x):
return np.cos(x)
def d2f(x):
return -np.sin(x)
# 定义牛顿共轭梯度法函数
def newton_cg(x0, max_iter=100, tol=1e-6):
x = x0
g = df(x)
d = -g
k = 0
while k < max_iter and np.linalg.norm(g) > tol:
alpha = -np.dot(g, d) / np.dot(d2f(x), d)
x = x + alpha * d
g_new = df(x)
beta = np.dot(g_new, g_new - g) / np.dot(g, g)
d = -g_new + beta * d
g = g_new
k += 1
return x
# 测试
x0 = 1.0
x_min = newton_cg(x0)
print('x_min =', x_min, 'f(x_min) =', f(x_min))
```
上述代码中,首先定义了目标函数 $f(x)=\sin(x)$ 及其一阶导数 $f'(x)=\cos(x)$ 和二阶导数 $f''(x)=-\sin(x)$。然后定义了牛顿共轭梯度法的函数 `newton_cg`,其中参数 `x0` 表示初始值,`max_iter` 表示最大迭代次数,`tol` 表示收敛阈值。在函数中,使用循环进行迭代,计算搜索方向 $d_k$ 和步长 $\alpha_k$,更新当前点 $x_k$,直到满足终止条件为止。最后,测试了函数的求解结果,输出了最小值点和最小值。
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