‹-- Назад

Метод почти половинного деления

Пусть  -- непрерывная функция, точку минимума которой на отрезке мы хотим найти с точностью . В этом методе мы предполагаем, что  -- единственная точка локального минимума функции на отрезке . Мы будем последовательно сужать отрезок так, чтобы точка минимума всегда оставалась на выбираемой части отрезка , и продолжим процедуру до тех пор, пока длина оставшейся части отрезка не станет меньше . После этого достаточно будет взять , и очевидно, что тогда будет , то есть точка будет найдена с требуемой точностью.

Опишем теперь процесс выбора той части отрезка , на которой находится точка минимума . Выбор конечных точек и будет использовать значения функции в концах предыдущего отрезка, то есть и .

Перед началом вычисления выберем число и положим . Шаг перехода от к состоит в следующем. Вычислим два значения функции, в точках и . Эти две точки симметричны относительно середины отрезка, точки . Сравним теперь значения и :
если , то , и надо положить , то есть взять ;
если же , то , и надо положить , то есть взять (см. следующий чертёж).

Рис.9.16.Выбор очередного отрезка в зависимости от расположения точки минимума


На первых итерациях, когда длины отрезков остаются много больше малого числа , длина нового отрезка меньше длины предыдущего отрезка почти вдвое:

(Отсюда название метода: метод почти половинного деления.) После нескольких итераций длина отрезка начинает уменьшаться не так быстро и приближается к . Поскольку мы выбирали так, что , на некотором шаге будет выполнено неравенство и, как отмечалось выше, процесс можно будет прервать и взять .

        Замечание 9.1   Если не предполагается, что на исходном отрезке только одна точка локального минимума, то применение описанного выше алгоритма приводит к нахождению какой-то одной из точек локального минимума, причём не обязательно той, в которой принимается наименьшее на всём отрезке значение. Это общая трудность, присущая методам минимизации. Однако на практике, как правило, в оптимизационных задачах обычно из каких-то соображений (часто лежащих вне математики) известно, что на рассматриваемом отрезке других локальных минимумов нет, то есть функция убывает на и возрастает на ; вся проблема только в том, что неизвестно положение точки .

Довольно часто существование и единственность локального минимума на является следствием того, что функция строго выпукла на . Тогда, действительно, не может иметь на интервале более одной точки локального минимума.

Если же для рассматриваемой функции такие свойства неизвестны, то остаётся действовать эмпирически: применить метод к отрезку и некоторым его частям вида , выбранным наугад. Если каждый раз либо будет получаться то же самое значение (с выбранной точностью), либо будет оказываться, что , а минимум на больше, чем значение в точке , то значение найдено верно.     







Математика, вышка, высшая математика, математика онлайн, вышка онлайн, онлайн математика, онлайн решение математики, ход решения, процес решения, решение, задачи, задачи по математике, математические задачи, решение математики онлайн, решение математики online, online решение математики, решение высшей математики, решение высшей математики онлайн, матрицы, решение матриц онлайн, векторная алгебра онлайн, решение векторов онлайн, система линейных уравнений, метод Крамера, метод Гаусса, метод обратной матрицы, уравнения, системы уравнений, производные, пределы, интегралы, функция, неопределенный интеграл, определенный интеграл, решение интегралов, вычисление интегралов, решение производных, интегралы онлайн, производные онлайн, пределы онлайн, предел функции, предел последовательности, высшие производные, производная неявной функции


на главную
Hosted by uCoz