matlab用最速下降法（梯度法）计算Rosenbrock函数，求程序代码

Rosenbrock函数

实现代码：

clc,clear all

format long g

x0=[00]

fun=@func

gfun=@gfunc

[x,val,k]=grad(fun,gfun,x0)   %最速下降法（梯度法）

目标函数

function f=func(x)

f=100*(x(1)^2-x(2))^2+(1-x(1))^2

end

梯度函数

function g=gfunc(x)

g=[400*x(1)*(x(1)^2-x(2))-x(2)+2*(x(1)-1)-200*(x(1)^2-x(2))]

end

运行结果

如有问题，可以私信于我。

用遗传算法ga()求Rosenbrock函数的结果，与用上述方法的结果相接近。

怎么全都是注释

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不太了解这个算法，还有一些单词不认识（interction是不是iteration？），翻译的不好，凑合着看吧。

F为目标函数，是字符串类型

G是搜索方向，表达式是G=(-1/norm)(grad

F)*grad

F，其中norm可能是法线方向，grad是梯度

grad

F

是F的梯度。G也是字符串类型。

P0是初始点

maxl是最大迭代次数

delta

是搜索方向（单一参数最小化的）偏差

epsilon

是y0方向的允许误差

如果show等于1，图形显示迭代过程。

输出值P0是最低点

y0是p0函数值函数F

err是y0的误差边界

p是向量（包含迭代？）

例1 求 f = 2 在0<x<8中的最小值与最大值

主程序为wliti1.m:

f='2*exp(-x).*sin(x)'

fplot(f,[0,8])%作图语句

[xmin,ymin]=fminbnd (f, 0,8)

f1='-2*exp(-x).*sin(x)'

[xmax,ymax]=fminbnd (f1, 0,8)

运行结果：

xmin = 3.9270ymin = -0.0279

xmax = 0.7854 ymax = 0.6448

★（借助课件说明过程、作函数的图形）

例2 对边长为3米的正方形铁板，在四个角剪去相等的正方形以制成方形无盖水槽，问如何剪法使水槽的容积最大？

设剪去的正方形的边长为x，则水槽的容积为： ，建立无约束优化模型为：min y=- ， 0<x<1.5

先编写M文件fun0.m如下:

function f=fun0(x)

f=-(3-2*x).^2*x

主程序为wliti2.m:

[x,fval]=fminbnd('fun0',0,1.5)

xmax=x

fmax=-fval

运算结果为: xmax = 0.5000,fmax =2.0000.即剪掉的正方形的边长为0.5米时水槽的容积最大,最大容积为2立方米.

★（借助课件说明过程、作函数的图形、并编制计算程序）

例3

1、编写M-文件 fun1.m:

function f = fun1 (x)

f = exp(x(1))*(4*x(1)^2+2*x(2)^2+4*x(1)*x(2)+2*x(2)+1)

2、输入M文件wliti3.m如下:

x0 = [-1, 1]

x=fminunc(‘fun1’,x0)

y=fun1(x)

3、运行结果:

x= 0.5000 -1.0000

y = 1.3029e-10

★（借助课件说明过程、作函数的图形并编制计算程序）

例4 Rosenbrock 函数 f（x1，x2）=100（x2-x12）2+(1-x1)2 的最优解（极小）为x*=（1，1），极小值为f*=0.试用不同算法（搜索方向和步长搜索）求数值最优解.初值选为x0=（-1.2 , 2）.

为获得直观认识，先画出Rosenbrock 函数的三维图形, 输入以下命令：

[x,y]=meshgrid(-2:0.1:2,-1:0.1:3)

z=100*(y-x.^2).^2+(1-x).^2

mesh(x,y,z)

画出Rosenbrock 函数的等高线图,输入命令：

contour(x,y,z,20)

hold on

plot(-1.2,2,' o ')

text(-1.2,2,'start point')

plot(1,1,'o')

text(1,1,'solution')

f='100*(x(2)-x(1)^2)^2+(1-x(1))^2'

[x,fval,exitflag,output]=fminsearch(f, [-1.2 2])

运行结果:

x =1.00001.0000

fval =1.9151e-010

exitflag = 1

output =

iterations: 108

funcCount: 202

algorithm: 'Nelder-Mead simplex direct search'

★（借助课件说明过程、作函数的图形并编制计算程序）

（五）、 作业

陈酒出售的最佳时机问题

某酒厂有批新酿的好酒,如果现在就出售,可得总收入R0=50万元(人民币),如果窖藏起来待来日(第n年)按陈酒价格出售,第n年末可得总收入 (万元),而银行利率为r=0.05,试分析这批好酒窖藏多少年后出售可使总收入的现值最大. (假设现有资金X万元,将其存入银行,到第n年时增值为R(n)万元,则称X为R(n)的现值.)并填下表：

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