前言
在实际建模过程中由于诸多因素的影响,其目标函数或约束条件很难用线性关系式表达,针对此类非线性问题的优化称为非线性规划问题,其基本定义为一个n元函数在一组等式或不等式的约束条件下的极值问题,且目标函数和约束条件至少有一个是未知量的非线性函数。而其中寻求一元函数在某区间上的极点的优化方法,称为一维优化问题。
一维最优化方法
在将实际的物理问题抽象为数学模型时,一般按以下步骤来分析:
1)确定自变量;
2)确定优化目标;
3)确定约束条件;
4)确定自变量范围;
而非线性规划问题的一般形式可以表示为:
其中,
常见的一维最优化方法主要有黄金分割法、切线法、插值法等,其基本遵循一个思想:
从某一个出水点
而如何确定目标函数下一次的寻优方向,我们以
而针对一维搜索问题的基本步骤,常见如下:
1)确定搜索区间;
2)采用逐步缩小区间的方法或函数逼近,确定函数的极值点。
常见的方法主要有进退法、黄金分割法、斐波那契法、牛顿法、割线法等。
进退法
进退法的基本思想是指:
单谷函数
进退法的代码示例如下,仅供参考:
黄金分割法
黄金分割法的基本思想与进退法基本一致,其对
其中,
黄金分割法的代码示例如下,仅供参考:
斐波那契法
斐波那契法与黄金分割法基本思想一致,但其针对
斐波那契法的代码示例如下,仅供参考:
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