實現黃金分割算法,并對算法原理進行詳細解析。
1. 黃金分割算法原理
黃金分割算法是一種基于區間縮小的優化算法,其基本思想是將一個區間不斷縮小,直到達到一定精度為止。具體來說,黃金分割算法的步驟如下
(1)給定一個初始區間[a, b],其中a和b分別為左右端點。
(2)計算兩個內部點x1和x2,使得x1和x2剛好將區間[a, b]分成三份,且滿足x1和x2之間的距離等于x2和b之間的距離。
(3)計算f(x1)和f(x2),選擇f(x1)和f(x2)較小的那個作為當前小值。
(4)根據當前小值的位置,縮小區間[a, b]的范圍。如果小值在區間[a, x2]內,則將右端點b更新為x2;如果小值在區間[x1, b]內,則將左端點a更新為x1。
(5)重復步驟(2)到(4),直到區間[a, b]的長度小于預定精度。
實現黃金分割算法的代碼
portath
_search(f, a, b, eps=1e-6)
"""
黃金分割算法求解函數f在區間[a, b]上的小值 f 目標函數 a 區間左端點 b 區間右端點 eps 精度 小值x和小值f(x)
"""ath.sqrt(5) - 1) / 2 黃金分割比
x1 = a + (1 - rho) (b - a) 內部點x1
x2 = a + rho (b - a) 內部點x2
while abs(b - a) >eps
if f(x1)< f(x2)
b = x2
x2 = x1
x1 = a + (1 - rho) (b - a)
else
a = x1
x1 = x2
x2 = a + rho (b - a)
(a + b) / 2, f((a + b) / 2)
_search函數,它接受三個參數目標函數f、區間左端點a和區間右端點b。我們還可以通過參數eps來指定計算精度,默認值為1e-6。
在函數內部,我們首先計算了內部點x1和x2,然后進入一個while循環,不斷縮小區間[a, b]的范圍,直到區間長度小于eps為止。在每次循環中,我們根據f(x1)和f(x2)的大小關系,決定如何更新區間范圍。
,我們返回小值x和小值f(x)。
3. 總結
實現該算法的代碼。黃金分割算法是一種簡單有效的優化算法,可以用于求解函數的小值或值,具有很高的實用價值。