Численные методы оптимизации. Рейзлин В.И. - 20 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

20
направлении от
k
x
к
1k
x
, поэтому следующую приемлемую точку можно найти,
дробя шаг в обратном направлении, например, положив
1
1
2
kk
k
xx
x
.
Из формулы (2.12) видно, что выражение
1k k k
f x x x
отрицательно
тогда и только тогда, когда
k
fx

положительна. Это означает, что если ло-
кальная модель, используемая для получения Ньютоновского шага, имеет мини-
мум, а не максимум, то гарантируется существование подходящего направления
шага. С другой стороны, если
0
k
fx

и
0
kk
f x x x

, то при переходе от
k
x
к
1k
x
,
()fx
первоначально увеличивается, поэтому шаг нужно сделать в
противоположном направлении.
Критерий прекращения итераций при оптимизации можно выбрать в виде
, (2.13)
где
заранее заданная точность.
Описанный метод с основным шагом (2.12) и приведенными уточнениями
обычно называют методом Ньютона или Ньютона-Рафсона.
В некоторых задачах производные функции
()fx
недоступны и метод
Ньютона можно модифицировать.
Выберем начальное приближение
k
x
и малый шаг
h
. Рассмотрим три точ-
ки
k
xh
,
k
x
,
k
xh
. Тогда производные
k
fx
и
k
fx

можно аппроксимиро-
вать следующим образом:
2
kk
k
f x h f x h
fx
h
,
22
k k k k
kk
k
f x h f x f x f x h
f x h f x h
hh
fx
hh


2
2
2
k k k
f x h f x f x h
h
.
Подставляя это в алгоритм (2.12), найдем:
1
2
kk
kk
kk
f x h f x h
x x h
f x h f x f x h

. (2.14)
Формула (2.14) дает основной шаг алгоритма, называемого квазиньюто-
новским методом или модифицированным методом Ньютона. Все соображения
относительно шага
1kk
xx
, приводимые при выводе метода Ньютона-
Рафсона, остаются в силе.