出题不当,初始点已经是最优点,解2是修改题目后解法。)牛顿法的搜索方向为错误未找到引用源。因此首先求出当前迭代点x0
的梯度向量、海色矩阵及其逆矩阵
错误未找到引用源。
错误未找到引用源。不用搜索,当前点就是最优点。
解2:上述解法不是典型的牛顿方法,原因在于题目的初始点选择不当。以下修改求解题目的初始点,以体现牛顿方法的典型步骤。
以非最优点x012T作为初始点,重新采用牛顿法计算
f牛顿法的搜索方向为错误未找到引用源。因此首先求出当前迭代点x0的梯度向量、以及海色矩阵及其逆矩阵
梯度函数:
初始点梯度向量:错误未找到引用源。
海色矩阵:
海色矩阵逆矩阵:
当前步的搜索方向为:错误未找到引用源。=错误未找到引用源。新的迭代点位于当前的搜索方向上:错误未找到引用源。错误未找到引用源。错误未找到引用源。=错误未找到引用源。=错误未找到引用源。
把新的迭代点带入目标函数,目标函数将成为一个关于单变量错误未找到引用源。的函数错误未找到引用源。
错误未找到引用源。令错误未找到引用源。,可以求出当前搜索方向上的最优步长
错误未找到引用源。新的迭代点为错误未找到引用源。当前梯度向量的长度错误未找到引用源。因此继续进行迭代。第二迭代步:
f因此不用继续计算,第一步迭代已经到达最优点。这正是牛顿法的二次收敛性。对正定二次函数,牛顿法一步即可求出最优点。3、设有函数fXx122x222x1x24x1,试利用极值条件求其极值点和极值。解:首先利用极值必要条件
错误未找到引用源。找出可能的极值点:令
错误未找到引用源。=错误未找到引用源。求得错误未找到引用源。是可能的极值点。再利用充分条件错误未找到引用源。正定(或负定)确认极值点。
错误未找到引用源。
因此错误未找到引用源。正定错误未找到引用源。是极小点,极值为fX84、求目标函数fXx12x1x22x224x16x210的极值和极值点。解法同上
5、试证明函数fX2x125x22x322x3x22x3x16x23在点1,1,2T处具有极小值。解:必要条件:
将点1,1,2T带入上式,可得
充分条件
f错误未找到引用源。=40错误未找到引用源。
错误未找到引用源。正定。因此函数在点1,1,2T处具有极小值
6、给定约束优化问题mi
fXx132x222stg1X-x12-x22+5≥0g2X-x1-2x2+4≥0g3Xx1≥0g4Xx2≥0
验证在点X2,1TKuh
Tucker条件成立。解:首先,找出在点X2,1T起作用约束:
g1X=0g2X=0g3X=2g4X=1因此r