最优化 二分法,Newton法,黄金分割法
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二分法和newton法:x^2-2*x-1 >> syms x
>> f=x^2-2*x-1;
>> subplot(1,2,1)
>> [m,n]=erff(f,2,4,20,0.0001)
m =
2.4142
n =
14
>> subplot(1,2,2)
>> [o,p]=newton(f,4,20,0.0001)
o =
2.4142
p =
5
二分法函数:
function [root,n]=erff(f,a,b,N,eps)
k=0;
f1=subs(f,findsym(sym(f)),a);
f2=subs(f,findsym(sym(f)),b);
if(f1==0)
root=a;
n=k;
return;
end
if(f2==0)
root=b;
n=k;
return;
end
if(f1*f2>0)
disp('两端点点对应的函数值同号');
return;
end
while(1)
k=k+1;
r=subs(f,findsym(sym(f)),(a+b)/2); u(k)=abs(r);
if(r==0)
root=(a+b)/2;
n=k;
return;
end
if(f1*r<0)
b=(a+b)/2;
end
if(f2*r<0)
a=(a+b)/2;
end
if(abs(r) root=(a+b)/2; n=k; plot(1:k,u(1:k),'r-'); xlabel('迭代次数'); ylabel('误差'); title('二分法'); return; end if(k>N) disp('迭代N次不出结果'); return; end end newton迭代法函数: function [root n]=newton(f,x0,N,eps) k=0; df=diff(f); if(subs(f,findsym(sym(f)),x0)==0) root=x0; n=k; return; end while(1) k=k+1; x1=x0-subs(f,findsym(sym(f)),x0)/subs(df,findsym(sym(f)),x0); u(k)=abs(x1-x0); if(abs(x1-x0) root=x1; n=k; plot(1:k,u(1:k),'r'); xlabel('迭代次数'); ylabel('误差'); title('newton法'); return; end x0=x1; if(k>N) disp('不收敛'); return; end end 黄金分割法:x^2-sin(x) >> syms x >> phi=x^2-sin(x); >> [s,phis,k,G,E]=golds(phi,0,1,1e-4,1e-5) s = 0.4502 phis = -0.2325 k = 21 G = 0 0.3820 0.6180 1.0000 0 0.2361 0.3820 0.6180 0.2361 0.3820 0.4721 0.6180 0.3820 0.4721 0.5279 0.6180 0.3820 0.4377 0.4721 0.5279 0.3820 0.4164 0.4377 0.4721 0.4164 0.4377 0.4508 0.4721 0.4377 0.4508 0.4590 0.4721 0.4377 0.4458 0.4508 0.4590 0.4458 0.4508 0.4540 0.4590 0.4458 0.4489 0.4508 0.4540 0.4489 0.4508 0.4520 0.4540 0.4489 0.4501 0.4508 0.4520 0.4489 0.4497 0.4501 0.4508 0.4497 0.4501 0.4504 0.4508 0.4497 0.4499 0.4501 0.4504 0.4499 0.4501 0.4502 0.4504 0.4501 0.4502 0.4503 0.4504 0.4501 0.4502 0.4502 0.4503 0.4501 0.4502 0.4502 0.4502 0.4502 0.4502 0.4502 0.4502 E = 1.0e-004 * 0.6611 0.0000 黄金分割法函数: function [s,phis,k,G,E]=golds(phi,a,b,delta,epsilon) t=(sqrt(5)-1)/2;h=b-a; phia=subs(phi,findsym(sym(phi)),a);phib=subs(phi,findsym(sym(phi)),b) ; p=a+(1-t)*h;q=a+t*h; phip=subs(phi,findsym(sym(phi)),p);phiq=subs(phi,findsym(sym(phi)),q) ; k=1;G(k,1:4)=[a,p,q,b]; while((abs(phib-phia)>epsilon)||(h>delta)) if(phip b=q; phib=phiq; q=p; phiq=phip; h=b-a; p=a+(1-t)*h; phip=subs(phi,findsym(sym(phi)),p); else a=p; phia=phip; p=q; phip=phiq; h=b-a; q=a+t*h; phiq=subs(phi,findsym(sym(phi)),q); end k=k+1; G(k,1:4)=[a,p,q,b]; end ds=abs(b-a); dphi=abs(phib-phia); if(phip<=phiq) s=p; phis=phip; else s=q; phis=phiq; end E=[ds,dphi];