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2022 年 10 月

有约束的优化问题之 Lagrangian 乘子法、投影梯度算法和罚函数法

使用 Lagrangian 乘子法、投影梯度算法、罚函数法求解有约束的优化问题。

Lagrangian 乘子法

Lagrangian 乘子的具体形式

\[ L(x, y, \lambda) = x^2 + 5y^2 + xy + \lambda(x^2 + y^2 - 1) \]

对偶问题

\[ \max_{\lambda} g(\lambda)\\\ \text{ s.t. } \lambda \geq 0 \]
\[ \text{where } g(\lambda) = \min_{x, y} L(x, y, \lambda) \]

迭代次数与自变量取值 - 投影梯度算法

梯度下降法及其 Python 实现

用数值近似法求函数在某点的梯度,用回溯线搜索法控制步长,应用梯度下降法求函数极值。

梯度下降的思想是:对某一初始值,不断改变这一初始值,且每一步都朝着能使函数值减小的方向改变,最终函数值几乎不再变小,我们就认为达到了极小值点。

迭代轨迹与等高线图