Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Методы оптимизации
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Блоги Сообщество Поиск Заказать работу  
 
22 / 20 / 5
Регистрация: 29.02.2016
Сообщений: 590

Третий алгоритм Пирсона для поиска минимума

26.04.2021, 07:41. Показов 1038. Ответов 0
Метки нет (Все метки)

Студворк — интернет-сервис помощи студентам
Не могу найти работающую реализацию этого алгоритма.
Исследую функцию Розенброка:
100*(x2-x1**2)**2 + (1-x1)**2

Попытался сделать это самостоятельно, но решение расходится на некоторых начальных значениях.

Делал по методичке: https://ami.nstu.ru/~headrd/se... nspect.pdf

В методе, если что, не увидел второго градиента (если нужно - он это функция mfunх[2]), имею пока вот такую реализацию:
Кликните здесь для просмотра всего текста
Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
import math
import numpy as np
import sympy as sym
 
delta = 1E-3
eps_find = 1E-7
 
def f_Square(x1, x2):
    return 100*(x2-x1)**2 + (1-x1)**2
 
def df_Square(X):
    x1, x2 = sym.symbols('x1 x2')
    c1 = (sym.diff(f_Square(x1, x2),x1)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    c2 = (sym.diff(f_Square(x1, x2),x2)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    return np.matrix(str(c1)+";"+str(c2))
 
def ddf_Square(X):
    x1, x2 = sym.symbols('x1 x2')
    c1 = sym.diff(f_Square(x1, x2),x1)
    c2 = sym.diff(f_Square(x1, x2),x2)
    c11 = (sym.diff(c1,x1)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    c12 = (sym.diff(c1,x2)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    c21 = (sym.diff(c2,x1)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    c22 = (sym.diff(c2,x2)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    return np.matrix(str(c11)+","+str(c12)+";"+str(c21)+","+str(c22))
 
def f_Rose(x1, x2):
    return 100*(x2-x1**2)**2 + (1-x1)**2
 
def df_Rose(X):
    x1, x2 = sym.symbols('x1 x2')
    c1 = sym.diff(f_Rose(x1, x2),x1).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    c2 = sym.diff(f_Rose(x1, x2),x2).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    return np.matrix(str(c1)+";"+str(c2))
 
def ddf_Rose(X):
    x1, x2 = sym.symbols('x1 x2')
    c1 = sym.diff(f_Rose(x1, x2),x1)
    c2 = sym.diff(f_Rose(x1, x2),x2)
    c11 = (sym.diff(c1,x1)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    c12 = (sym.diff(c1,x2)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    c21 = (sym.diff(c2,x1)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    c22 = (sym.diff(c2,x2)).subs(x1,X.item(0)).subs(x2,X.item(1))
    return np.matrix(str(c11)+","+str(c12)+";"+str(c21)+","+str(c22))
 
def f_Test(x, y):
    return -(2*math.exp(-((x-1)/2)**2-((y-1)/2)**2)+3*math.exp(((x-1)/3)**2+((y-3)/3)**2))
 
def df_Test(X):
    x, y = sym.symbols('x y')
    c1 = (sym.diff(f_Test(x, y),x)).subs(x,X.item(0)).subs(y,X.item(1))
    c2 = (sym.diff(f_Test(x, y),y)).subs(x,X.item(0)).subs(y,X.item(1))
    return np.matrix(str(c1)+";"+str(c2))
 
def ddf_Test(X):
    x, y = sym.symbols('x1 x2')
    c1 = sym.diff(f_Test(x, y),x)
    c2 = sym.diff(f_Test(x, y),y)
    c11 = (sym.diff(c1,x)).subs(x,X.item(0)).subs(y,X.item(1))
    c12 = (sym.diff(c1,y)).subs(x,X.item(0)).subs(y,X.item(1))
    c21 = (sym.diff(c2,x)).subs(x,X.item(0)).subs(y,X.item(1))
    c22 = (sym.diff(c2,y)).subs(x,X.item(0)).subs(y,X.item(1))
    return np.matrix(str(c11)+","+str(c12)+";"+str(c21)+","+str(c22))
 
def mini(f, x_prev):
    d = delta
 
    a, b, x_curr, x_next = 0, 0, 0, 0
 
    if (f(x_prev) > f(x_prev+d)):
        x_curr = x_prev + d
        h = d
    elif (f(x_prev) > f(x_prev - d)):
        x_curr = x_prev - d
        h = -delta
    else:
        return x_prev - d, x_prev + d
 
    while (True):
        h *= 2
        x_next = x_curr + h
 
        if (f(x_curr) > f(x_next)):
            x_prev = x_curr
            x_curr = x_next
        else:
            a = x_prev
            b = x_next
            if (a > b):
                a, b = b, a
            return a, b
 
def getFn(n):
    return (int)((((1+5**0.5)/2)**n - ((1-5**0.5)/2)**n)/5**0.5)
 
def fibo(f, e, a, b, out = False):
    i = 1
 
    n = 1
 
    if (b < a):
        a, b = b, a
 
    while (getFn(n+2)<(b-a)/e):
        n += 1
 
    n-=1
 
    ap = a
    bp = b
 
    x1 = a + getFn(n)*(b - a) / getFn(n+2)
    x2 = a + getFn(n+1)*(b - a) / getFn(n+2)
 
    fx1 = f(x1)
    fx2 = f(x2)
 
    while (True):
        if (i > n+1):
            break
 
        ap = a
        bp = b
 
        if (fx1 < fx2):
            b = x2
            x2 = x1
            fx2 = fx1
            x1 = a + getFn(n-i+1)*(b - a) / getFn(n-i+3)
            fx1 = f(x1)
        else:
            a = x1
            x1 = x2
            fx1 = fx2
            x2 = a + getFn(n-i+2)*(b - a) / getFn(n-i+3)
            fx2 = f(x2)
 
        i += 1
    return (a+b)/2
 
def parabol(f, a, b):
    x = (a + b) / 2
    h = delta
    fx = f(x)
    fxh = f(x + h)
    fhx = f(x - h)
    i = 0
    tau = 0.5
 
    while (h > 2 * eps_find and (fxh - 2 * fx + fhx)!=0):
        xk = x - h / 2 * (fxh - fhx) / (fxh - 2 * fx + fhx)
        if (fxh - 2 * fx + fhx <= 0):
            h = -3 * h
        else:
            fxk = f(xk)
            if (fxk >= fx):
                h = tau * (xk - x)
            else:
                h = abs(x - xk) / 2
                x = xk
                fx = fxk
                fxh = f(x + h)
                fhx = f(x - h)
        i += 1
 
    return x
 
### Метод Пирсона
n=[]
x_=[]
dx=[]
dg=[]
lam=[]
n.append(np.identity(2))
x_.append(np.matrix("-3;3"))
 
funcs = [[f_Square,df_Square,ddf_Square],
         [f_Rose,df_Rose,ddf_Rose],
         [f_Test,df_Test,ddf_Test]]
 
mfun = funcs[1]
for i in range(1,10):
    k = i-1
 
    flam = lambda lem: mfun[0](
        (x_[k]-lem*n[k]*mfun[1](x_[k]))[0],
        (x_[k]-lem*n[k]*mfun[1](x_[k]))[1]
    ).item(0)
 
    #print(str(x_[k])+"-lem*"+str(n[k])+"*"+str(mfun[1](x_[k]))+"\n")
 
    argminflam = mini(flam, 0)
 
    #fminimumlam = fibo(flam, 0.000001, argminflam[0], argminflam[1])
    fminimumlam = parabol(flam, argminflam[0], argminflam[1])
 
    lam.append(fminimumlam)
 
    print(fminimumlam, flam(fminimumlam), "\n")
 
    x_.append(x_[k]-lam[k]*n[k]*mfun[1](x_[k]))
 
    print(argminflam[0], argminflam[1], "\n")
    #print(mfun[0](x_[i][0], x_[i][1]), x_[i])
    print(mfun[0](x_[k][0], x_[k][1]), x_[k])
 
    dx.append(x_[i]-x_[k])
    dg.append(mfun[1](x_[i])-mfun[1](x_[k]))
    t1 = (dx[k]-n[k]*dg[k])
    t2 = (n[k]*dg[k]).T
    t3 = (dg[k].T*n[k]*dg[k]).item(0)
 
    print("========")
    if (t3 == 0):
        break
 
    n.append(n[k] + (t1*t2)/t3)
k+=1
 
print(x_[k])
0
cpp_developer
Эксперт
20123 / 5690 / 1417
Регистрация: 09.04.2010
Сообщений: 22,546
Блог
26.04.2021, 07:41
Ответы с готовыми решениями:

Алгоритм поиска минимума методом золотого сечения для функции двух переменных
Прошу написать алгоритм решения задачи нахождения минимума для функции двух переменных. Дальше я сама реализую в коде.

Эффективный алгоритм для поиска минимума в массиве
В массиве X(N) найти значения двух наименьших элементов и вывести их в порядке убывания. Гарантируется, что в массиве есть хотя бы два...

Алгоритм поиска минимума
Мне нужно реализовать симплекс метод програмно. Поиск максимума я уже сделал, нужен еще минимум. Как я понмаю алгоритм похож, но не могу...

0
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
raxper
Эксперт
30234 / 6612 / 1498
Регистрация: 28.12.2010
Сообщений: 21,154
Блог
26.04.2021, 07:41
Помогаю со студенческими работами здесь

Алгоритм поиска минимума
Функция X аппроксимирует функцию Y. Подскажите алгоритм нахождения такого набора параметров фунции Х , что сумма квадратов ошибок...

Алгоритм поиска минимума функции
нужно создать подпрограмму поиска минимума функции (произвольная функция 2 переменных которые выражаются через 1 переменную (s) как х1+s*d1...

Алгоритм поиска максимума и минимума в массиве
Можно ли такой алгоритм реализовать в маткаде, для поиска точек максимумов и минимумов в матрице, если можно то помогите пожалуйста с...

Алгоритм поиска минимума функции методом Дихотомии
Ребята хелп) я в матлабе нуб=-O, поэтому нужна ваша помощь. :drink::help: Короче программа уже у меня есть и она рабочая, но преподу...

Алгоритм поиска минимума-максимума в реальном времени
Здравствуйте :), Я далеко не профессионал в этом деле. Я инженер по биомедицинской техники и занимаюсь сейчас микроконтроллерами. У...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
1
Ответ Создать тему
Новые блоги и статьи
Модульная разработка через nuget packages
DevAlt 07.03.2026
Сложившийся в . Net-среде способ разработки чаще всего предполагает монорепозиторий в котором находятся все исходники. При создании нового решения, мы просто добавляем нужные проекты и имеем. . .
Модульный подход на примере F#
DevAlt 06.03.2026
В блоге дяди Боба наткнулся на такое определение: В этой книге («Подход, основанный на вариантах использования») Ивар утверждает, что архитектура программного обеспечения — это структуры,. . .
Управление камерой с помощью скрипта OrbitControls.js на Three.js: Вращение, зум и панорамирование
8Observer8 05.03.2026
Содержание блога Финальная демка в браузере работает на Desktop и мобильных браузерах. Итоговый код: orbit-controls-threejs-js. zip. Сканируйте QR-код на мобильном. Вращайте камеру одним пальцем,. . .
SDL3 для Web (WebAssembly): Синхронизация спрайтов SDL3 и тел Box2D
8Observer8 04.03.2026
Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-sync-physics-sprites-sdl3-c. zip На первой гифке отладочные линии отключены, а на второй включены:. . .
SDL3 для Web (WebAssembly): Идентификация объектов на Box2D v3 - использование userData и событий коллизий
8Observer8 02.03.2026
Содержание блога Финальная демка в браузере. Итоговый код: finish-collision-events-sdl3-c. zip Сканируйте QR-код на мобильном и вы увидите, что появится джойстик для управления главным героем. . . .
Реалии
Hrethgir 01.03.2026
Нет, я не закончил до сих пор симулятор. Эта задача сложнее. Не получилось уйти в плавсостав, но оно и к лучшему, возможно. Точнее получалось - но сварщиком в палубную команду, а это значит, в моём. . .
Ритм жизни
kumehtar 27.02.2026
Иногда приходится жить в ритме, где дел становится всё больше, а вовлечения в происходящее — всё меньше. Плотный график не даёт вниманию закрепиться ни на одном событии. Утро начинается с быстрых,. . .
SDL3 для Web (WebAssembly): Сборка библиотек: SDL3, Box2D, FreeType, SDL3_ttf, SDL3_mixer и SDL3_image из исходников с помощью CMake и Emscripten
8Observer8 27.02.2026
Недавно вышла версия 3. 4. 2 библиотеки SDL3. На странице официальной релиза доступны исходники, готовые DLL (для x86, x64, arm64), а также библиотеки для разработки под Android, MinGW и Visual Studio. . . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2026, CyberForum.ru