最优化学习笔记(五)——牛顿法(多维数据)
????在最優(yōu)化學(xué)習(xí)系列中,第一次就說(shuō)的是牛頓法,但是那是在一維搜索上的,它其實(shí)就是將函數(shù)f在x處利用泰勒公式展開(kāi),得到它的近似函數(shù),進(jìn)而求解最小值。本節(jié)內(nèi)容主要說(shuō)明牛頓法在多維數(shù)據(jù)上的迭代公式。最優(yōu)化學(xué)習(xí)筆記中講到的最速下降法是一種速度比較快的優(yōu)化方法,但是最速下降法只用到了函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù),這種方法并不總是最高效的。而這里說(shuō)的牛頓法用到了二階導(dǎo)數(shù),它的效率可能比最速下降法更優(yōu)。
????當(dāng)目標(biāo)函數(shù)f:Rn→R上二階連續(xù)可微時(shí),將函數(shù)f在x(k)處進(jìn)行泰勒展開(kāi),并且不考慮三階及以上的項(xiàng),那么可得到函數(shù)f的二階近似項(xiàng):
f(x)≈f(x(k))+(x?x(k))Tg(k)+12(x?x(k))TF(x(k))(x?x(k))=q(x)
其中,g(k)=?f(x(k)),F(x(k))是f(x(k))黑塞矩陣,將q應(yīng)用局部極小點(diǎn)的一屆必要條件:
如果 F(x(k))>0, 則函數(shù) q的極小值點(diǎn)為:
x(k+1)=x(k)?F(x(k))?1g(k)
???? 需要說(shuō)明的是,在上述過(guò)程中,需要求解一個(gè)n<script type="math/tex" id="MathJax-Element-3483">n</script>維的線性齊次方程組,這對(duì)效率很有影響,應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)更為高效的方法。如果黑塞矩陣是非正定的,那么牛頓法也將存在問(wèn)題,后邊也將會(huì)針對(duì)問(wèn)題提出相應(yīng)的修正方法。
創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯,堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)總結(jié)
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