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抛物线牛顿、弦截求根实例

,要求计算结果准确到四位有效数字 (1)用牛顿 (2)用弦截,取 x0=2,x1=1.9x_0=2,x_1=1.9x0​=2,x1​=1.9 (3)用抛物线,取 x0=1,x1=3,x2=2x_0...套公式编写程序即可注意控制精度,要求准确到四位有效数字,即要求准确解和所得近似解误差不超过 0.5∗10−40.5*10^{-4}0.5∗10−4 ,同时要注意迭代时的变量关系,以下是源代码: (1)牛顿...; scanner.close(); double res = getEistimate(x,e,N); System.out.println("牛顿得到的解为...(2)用弦截,取 x0=2,x1=1.9x_0=2,x_1=1.9x0​=2,x1​=1.9 /** * @Title: secant.java * @Desc: TODO * @Package...] (3)用抛物线,取 x0=1,x1=3,x2=2x_0=1,x_1=3,x_2=2x0​=1,x1​=3,x2​=2 /** * @Title: parabolic.java * @Desc

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牛顿与拟牛顿

前言 同梯度下降法一样,牛顿和拟牛顿也是求解无约束最优化问题的常用方法。牛顿本身属于迭代算法,每一步需要求解目标函数的海赛矩阵的逆矩阵,计算比较复杂。...拟牛顿通过正定矩阵近似海赛矩阵的逆矩阵或海赛矩阵,简化了这一计算过程。 需要提前了解的知识 1.泰勒展开 当 ? 在 ? 处具有 ? 阶连续导数,我们可以用 ? 的 ?...牛顿 考虑无约束最优化问题: ? 1.首先讨论单自变量情况 假设 ? 具有二阶连续导数,运用迭代的思想,我们假设第 ? 次迭代值为 ? , 将 ? 进行二阶泰勒展开: ? 其中 ?...拟牛顿牛顿的迭代过程中,需要计算海森矩阵 ? ,一方面有计算量大的问题,另一方面当海森矩阵非正定时牛顿也会失效,因此我们考虑用一个 ? 阶矩阵 ? 来近似替代 ? `。...2.常见的拟牛顿 根据拟牛顿条件,我们可以构造不同的 ? ,这里仅列出常用的几种拟牛顿,可根据需要再学习具体实现。

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    牛顿与拟牛顿

    牛顿和拟牛顿是求解无约束最优化的常用方法,有收敛速度快的优点. 牛顿法属于迭代算法,每一步需要求解目标函数的海赛矩阵的逆矩阵,计算复杂....拟牛顿通过正定矩阵近似海赛矩阵的逆矩阵,简化了这个过程....牛顿 对于无约束优化 min⁡x∈Rnf(x) \min_{x\in R^n} f(x) x∈Rnmin​f(x) x∗x^*x∗是目标的极小值点....拟牛顿将GkG_kGk​作为Hk−1H_k^{-1}Hk−1​的近似,要求矩阵GkG_kGk​满足同样的条件,每次迭代矩阵GkG_kGk​都是正定的,且GkG_kGk​要满足拟牛顿条件: Gk1yk...=δkG_{k_1}y_k = \delta_kGk1​​yk​=δk​ 按照拟牛顿条件选择GkG_kGk​作为Hk−1H_k^{-1}Hk−1​的近似或选择BkB_kBk​作为HkH_kHk​的近似的算法称为拟牛顿

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    牛顿

    牛顿复习go语言基础的时候,看到一个算法题,求特定值的平方根(不使用特定库函数的前提下),常见的方法要么是二分要么是牛顿。二分比较好理解,这里就不多进行解释了,这篇文章主要是总结一下牛顿。...牛顿迭代(Newton's method)又称为牛顿-拉夫逊方法(Newton-Raphson method)我们想要获取平方根,那么我们就需要求得方程的零值。...即f(x)=0,但是多数方程不存在求根公式,因此求精确根非常困难,甚至不可能,从而寻找方程的近似根就显得特别重要。牛顿迭代就提出利用曲线的切线通过多次迭代来逼近精确值。...通过上面的推导可以很容易得到迭代公式:X(n+1)=[X(n)+p/Xn]/2 package main ​ import ( "fmt" "math" ) ​ // f 是我们要求根的函数...maxIter := 100 ​ root := newton(x0, tol, maxIter) fmt.Printf("方程的根为: %f\n", root) } ​优缺点需要注意的一点是这个牛顿是有很明显的优缺点的

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    机器学习 学习笔记(4)牛顿牛顿

    (6)置k=k+1,转(2) 拟牛顿 牛顿计算海塞矩阵的逆矩阵开销太多,拟牛顿用一个近似的矩阵代替海塞矩阵的逆矩阵。 ? 满足条件 ? 记 ? , ? ,则 ? ,或 ? 拟牛顿将 ?...(7)置k=k+1,转(3) 关于牛顿和梯度下降法的效率对比:   从本质上去看,牛顿是二阶收敛,梯度下降是一阶收敛,所以牛顿就更快。...所以,可以说牛顿比梯度下降法看得更远一点,能更快地走到最底部。(牛顿目光更加长远,所以少走弯路;相对而言,梯度下降法只考虑了局部的最优,没有全局思想。)   ...根据wiki上的解释,从几何上说,牛顿就是用一个二次曲面去拟合你当前所处位置的局部曲面,而梯度下降法是用一个平面去拟合当前的局部曲面,通常情况下,二次曲面的拟合会比平面更好,所以牛顿选择的下降路径会更符合真实的最优下降路径...参考: 《机器学习》 《统计学习方法》 常见的几种最优化方法(梯度下降法、牛顿、拟牛顿、共轭梯度等)

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    理解牛顿

    导言 牛顿是数值优化算法中的大家族,她和她的改进型在很多实际问题中得到了应用。在机器学习中,牛顿是和梯度下降法地位相当的的主要优化算法。...牛顿的起源 牛顿以伟大的英国科学家牛顿命名,牛顿不仅是伟大的物理学家,是近代物理的奠基人,还是伟大的数学家,他和德国数学家莱布尼兹并列发明了微积分,这是数学历史上最有划时代意义的成果之一,奠定了近代和现代数学的基石...在数学中,也有很多以牛顿命名的公式和定理,牛顿就是其中之一。...可信域牛顿 可信域牛顿(Trust Region Newton Methods)可以求解带界限约束的最优化问题,是对牛顿的改进。...上面子问题的求解采用牛顿

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    牛顿牛顿迭代一样吗_牛顿迭代流程图

    牛顿,大致的思想是用泰勒公式的前几项来代替原来的函数,然后对函数进行求解和优化。牛顿和应用于最优化的牛顿稍微有些差别。...牛顿 牛顿用来迭代的求解一个方程的解,原理如下: 对于一个函数f(x),它的泰勒级数展开式是这样的 \[f(x) = f(x_0) + f'(x_0)(x-x_0) + \frac{1}{2}...所以,牛顿的迭代公式是\(x_{n+1} = x_n – \frac{f(x_n)}{ f'(x_n)}\) 牛顿求解n的平方根 求解n的平方根,其实是求方程\(x^2 -n = 0\)的解 利用上面的公式可以得到...应用于最优化的牛顿是以迭代的方式来求解一个函数的最优解,常用的优化方法还有梯度下降法。...和梯度下降法相比,在使用牛顿迭代进行优化的时候,需要求Hessien矩阵的逆矩阵,这个开销是很大的。

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    牛顿面面俱到(一)--牛顿插值

    这次带来的是拟牛顿法系列,本系列的目标是完全理解拟牛顿,包括其中涉及到的知识,比如泰勒公式、海森矩阵等,泰勒公式大家都很熟悉,不过它是怎么推导出来的呢?...想必大家都不是很了解吧,这要从牛顿插值说起,本节就先来讲解一下牛顿插值。...2.2 多项式插值 牛顿插值也算是多项式插值中的一种,但我们将牛顿插值单独拿出一节进行讲解。这里介绍另一种多项式插值方法,过程如下: ?...3、牛顿插值 牛顿插值全名是格雷戈里-牛顿公式,格雷戈里和牛顿分别给出了这个插值公式,主要牛顿太耀眼了,所以格雷戈里都被大家遗忘了。...3.1 牛顿插值的推导 我们先把问题数学化: ? 下面两张图讲解了牛顿插值的大体过程: ? ? 观察b1,b2的特点,不断重复上面的过程,我们就可以得到牛顿插值的计算公式。

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    算法细节系列(3):梯度下降法,牛顿,拟牛顿

    算法细节系列(3):梯度下降法,牛顿,拟牛顿 迭代算法原型 话不多说,直接进入主题。...牛顿 牛顿迭代是求解非线性方程f(x)=0f(x) = 0的一种重要和常用的迭代,它的基本思想是将非线性函数f(x)f(x)逐步线性化,从而将非线性方程f(x)=0f(x) = 0近似地转化为线性方程求解...上述内容摘自博文用Python实现牛顿求极值。 拟牛顿 摘自博文牛顿与拟牛顿法学习笔记(二)拟牛顿条件 ?...其次,按照拟牛顿条件D是如何更新和选取的呢?不解,等学习到具体的拟牛顿方法再来完善吧。 参考文献 最优化问题中,牛顿为什么比梯度下降法求解需要的迭代次数更少? 用Python实现牛顿求极值。...牛顿与拟牛顿法学习笔记(二)拟牛顿条件

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    基于牛顿求根,新算法实现并行训练和评估RNN,带来超10倍增速

    举个例子,注意力机制和 transformer 在近些年中超过 RNN 成为了语言建模的主导技术,部分原因就是它们能以并行的方式训练。...据介绍,他们引入了一种用于求解非线性微分方程的通用框架,其做法是将这些方程重新表述为二次收敛的定点迭代问题,这相当于牛顿求根。...DEER 框架:将非线性微分方程视为定点迭代 DEER 框架具有二次收敛性,并且与牛顿存在关联。这一框架可以应用于一维微分方程(即 ODE),也可用于更高维的微分方程(即偏微分方程 / PDE)。...这还表明,3 式和 5 式中的迭代相当于在巴拿赫空间(Banach space)中实现牛顿,因此能提供二次收敛性。...具体来说,首先可以为每个离散时间点 t_i 定义一对变量 ,初始值 c_0=(I|y_0) 以及一个关联算子 给定上面的初始值 c_0 和关联算子,可以并行方式运行关联扫描以获取上述算子的累积值。

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    优化器--牛顿总结

    ---这里记录下一些关于牛顿来作为优化器的个人笔记 :) 关于牛顿,先不说其中的概念,来简单看一个例子? 不用计算器,如何手动开一个值的平方根,比如计算{sqrt(a) | a=4 } ?...这个公式其实是依据牛顿得来的?牛顿长成什么样子呢? ?  就是长成这个样子,我们发现这个样子和我们的SGD还是很像的,这两者的区别记录在后面吧~。...,那牛顿采用的是泰勒级数的前几项 -- 有限的项,来近似表示一个函数f(x). 那么如何上面这个公式是如何通过牛顿得到的呢?   ...但是我们在用牛顿作为优化器的时候,是要求极小值的啊? 那么如何快速的求出极小值呢?    ...一般来说,对于那种高阶多项式采用牛顿效果会比SGD好些.

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    优化算法——牛顿(Newton Method)

    一、牛顿概述     除了前面说的梯度下降法,牛顿也是机器学习中用的比较多的一种优化算法。牛顿的基本思想是利用迭代点 ?...牛顿的速度相当快,而且能高度逼近最优值。牛顿分为基本的牛顿和全局牛顿。...二、基本牛顿 1、基本牛顿的原理     基本牛顿是一种是用导数的算法,它每一步的迭代方向都是沿着当前点函数值下降的方向。     我们主要集中讨论在一维的情形,对于一个需要求解的优化函数 ?...这就是牛顿的更新公式。 2、基本牛顿的流程 给定终止误差值 ? ,初始点 ? ,令 ? ; 计算 ? ,若 ? ,则停止,输出 ? ; 计算 ? ,并求解线性方程组得解 ? : ? ; 令 ?...三、全局牛顿     牛顿最突出的优点是收敛速度快,具有局部二阶收敛性,但是,基本牛顿初始点需要足够“靠近”极小点,否则,有可能导致算法不收敛。这样就引入了全局牛顿

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    优化算法——牛顿(Newton Method)

    一、牛顿概述     除了前面说的梯度下降法,牛顿也是机器学习中用的比较多的一种优化算法。...牛顿的速度相当快,而且能高度逼近最优值。牛顿分为基本的牛顿和全局牛顿。...二、基本牛顿 1、基本牛顿的原理 2、基本牛顿的流程 三、全局牛顿     牛顿最突出的优点是收敛速度快,具有局部二阶收敛性,但是,基本牛顿初始点需要足够“靠近”极小点,否则,有可能导致算法不收敛...这样就引入了全局牛顿。...1、全局牛顿的流程 image.png 2、Armijo搜索    四、算法实现     实验部分使用Java实现,需要优化的函数 最小值为 1、基本牛顿Java实现 package org.algorithm.newtonmethod

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    线性化和牛顿

    问题引入 线性化问题的一般方法 微分 牛顿 Python实现 问题引入 如何使用导数去估算特定的量. 例如, 假设想不借助计算器就得到 的一个较好估算....这两个量之间的差:其中为在和之间的某个数 牛顿 下面是线性化的另一个有用应用. 假设现在要解一个形为 的方程,但 你死活都解不出来....牛顿的基本思想是, 通过使用 在 处的线性化 来改善估算. (当然, 这意味着 需要在 处是可导的.) ?...即使 很接近但不等于 牛顿仍会给出一个 很糟糕的结果. 如下图所示的情形. ? 即便从一个相当好的近似 开始, 牛顿给出的结果 还是远离真正的零点. 所以根本没有得到一个更好的近似....在 处的线性化有 轴截距 而在 处的线性化有 轴截距 所 以牛顿在这里就不灵了.

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    牛顿迭代(Newtons Method)

    牛顿迭代(Newton's Method)                    简介 牛顿迭代(简称牛顿)由英国著名的数学家牛顿爵士最早提出。但是,这一方牛顿生前并未公开发表。...但是,有可能会遇到牛顿迭代无法收敛的情况。比如函数有多个零点,或者函数不连续的时候。 牛顿举例 下面介绍使用牛顿迭代求方根的例子。...牛顿迭代是已知的实现求方根最快的方法之一,只需要迭代几次后就能得到相当精确的结果。 首先设x的m次方根为a。 下面程序使用牛顿求解平方根。...在其中一个名字为q_math.c的文件中发现了如下代码段。...经过测试,它的效率比上述牛顿程序要快几十倍。也比c++标准库的sqrt()函数要快好几倍。

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    Python实现所有算法-牛顿优化

    在微积分中,牛顿是一种迭代方法,用于求可微函数F的根,它是方程F ( x ) = 0的解。...因此,牛顿可以应用于二次可微函数f的导数f '以求导数的根(f '( x ) = 0的解),也称为f的临界点 . 这些解可能是最小值、最大值或鞍点。...找最小 这是基本牛顿: 理论是这样的 这是最终的更新公式 接下来再细讲,并不是所有的方程都有求根公式,或者求根公式很复杂,导致求解困难。利用牛顿,可以迭代求解。...剩下的问题就和第一部分提到的牛顿求解很相似了。...:Newton牛顿用于方程求解”中对函数一阶泰勒展开求零点的方法称为:Guass-Newton(高斯牛顿

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