50621

Дихотомия

Лабораторная работа

Математика и математический анализ

Задание Минимизировать унимодальную функцию fx методом дихотомии: Пpостейшим методом минимизации функции одной пеpеменной является дихотомия деление отpезка пополам. Для успешной pеализации этого метода не тpебуется вычислять или оценивать пpоизводную функции. Обозначим через X множество точек минимума функции fx. Для унимодальной функции X=[ α β].

Русский

2014-01-27

177.5 KB

8 чел.

Лабораторная работа

№1

Тема

Дихотомия

Ф.И.О.

Пастухова Светлана Владимировна

Группа

403

Вариант

15

Задание

Минимизировать унимодальную функцию f(x) методом дихотомии:

             

Пpостейшим методом минимизации функции одной пеpеменной является дихотомия (деление отpезка пополам). Для успешной pеализации этого метода не тpебуется вычислять или оценивать пpоизводную функции.

Определение. Функцию f(x) назовем унимодальной на отpезке X, где X={ x: a ≤ x ≤ b }, если она непpеpывна на X=[a,b], и существуют числа α, β такие что a ≤ α ≤ β ≤ b и

1) f(x) стpого монотонно убывает пpи a ≤ x ≤ α,

2) f(x) стpого монотонно возpастает пpи β ≤ x ≤ b,

3) f(x)=f*=inf{ f(x): x єX } пpи α ≤ x ≤ β.

Случай, когда один или два из отpезков [а, α], [ α, β], [ β,b] выpождаются в точку, здесь не исключается. Обозначим через X* - множество точек минимума функции f(x). Для унимодальной функции X*=[ α, β]. Если α=β, то f(x) называется стpого унимодальной на отpезке X=[a,b].

Опишем метод дихотомии, пpедполагая, что минимизиpуемая функция f(x) унимодальна на отрезке [a,b].

Поиск минимума функции f(x) начинается с выбоpа двух точек

x1=(a+b- δ)/2, x2=(a+b+ δ)/2,

где δ - параметр метода,0 < δ < b-a,выбирается вычислителем и может определяться целесообразным количеством верных десятичных знаков при задании аргумента. Ясно, что δ не может быть меньше машинного нуля ЭВМ,используемой при решении рассматриваемой задачи. Точки x1, x2 расположены симметрично на отрезке [a,b] относительно его середины и при малых δ делет его почти пополам.

После выбора точек x1, x2 вычисляются значения f(x1), f(x2) и сравниваются между собой. Если f(x1) ≤ f(x2), то полагают а1=а, b1=x2, если же f(x1) > f(x2),то a1=x1, b1=b. Так как f(x) унимодальна на [a,b], отрезок [a1,b1] имеет общую точку со множеством X* и его длина b1-a1=(b-a-δ)/2+δ

Пусть отрезок [a k-1 ,bk-1 ], имеющий непустое пересечение с X*, уже известен, и пусть bk-1 -ak-1=(b-a- δ)/2k-1+ δ> δ, k≥2. Тогда берем точки x=(a +b -)/2, x =(a+b+)/2, расположенные на отрезке [a,b] симметрично относительно его середины, и вычисляем значения f(x), f(x).

Если f(x) ≤ f(x), то полагаем a=a, b=x, если же f(x) > f(x), то a=x, b=b Длина получившегося отрезка [a,b] равна b-a=(b-a-)/2+ .

Описанный процесс деления отрезка пополам можно продолжать до тех пор пока не получится отрезок [a,b] длины b- a: где  - заранее заданная точность,ε>δ . Нетрудно получить, что для достижения точности ε требуется n > 2log2((b-a- )/( ε-δ)) вычислений функции f(x).

Выполнения лабораторной работы.

  1.  Графически определяем отрезок [a,b],на котором лежит точка минимума функции.

    

1

--0.3502

-0.2000

0.1502

2

-0.3502

-0.2749

0.0754

3

-0.3128

-0.2749

0.0379

10

-0.2894

-0.2886

0.0008

Локальный минимум функции t= -0.2627

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9906. Принцип максимума. Классификация задач оптимального управления динамическими системами 106.5 KB
  Принцип максимума Вторым направлением в теории решения задач управления является принцип максимума. Это метод в отличие от классического вариационного исчисления позволяет решать задачи управления, в которых на управляющие параметры наложены весьма ...
9907. Применение интерполяционных формул Ньютона при решении химико-технологических задач 309 KB
  Применение интерполяционных формул Ньютона при решении химико-технологических задач. Цель работы. Располагая таблицей данных, полученных в результате некоторого химического или технологического эксперимента, научиться выполнять интерполя...
9908. Определение амплитуд и частот колебаний аппаратов химических технологий 262.5 KB
  Определение амплитуд и частот колебаний аппаратов химических технологий. Цель работы.Известно,что в процессе эксплуатации различных химических аппаратов, трубопроводов и приборов появляются всевозможные вибрации (колебания). ...
9909. Составление дифференциального уравнения, описывающего химико-технологический процесс и его решение методом конечных разностей. 198.5 KB
  Составление дифференциального уравнения, описывающего химико-технологический процесс и его решение методом конечных разностей. Цель работы. Значительное количество химических и технологических процессов можно описать дифференциальными уравнени...
9910. Древнегреческий героический эпос и Илиада Гомера 168 KB
  А.И. Зайцев Древнегреческий героический эпос и Илиада Гомера Как мы узнали в результате многолетних раскопок, начатых в 1870 г. Генрихом Шлиманом и законченных перед второ...
9911. Драматургия Еврипида и конец античной героической трагедии 196.5 KB
  В. Н. Ярхо Драматургия Еврипида и конец античной героической трагедии   Трагичнейшим из поэтов назвал Еврипида Аристотель, и многовековая посмертная слава последнего из триады великих афинских трагиков, по-видимому, целиком...
9912. Миметическое начало поэтического искусства 139 KB
  Е. Алымова, к.ф.н., СПбГУ Миметическое начало поэтического искусства Представляется само собой разумеющимся, что аристотелевская Поэтика как первое сочинение по теории художественной словесности должна была неминуемо вставать на пути каждого, кто об...
9913. Авторство и авторитет 140 KB
  Аверинцев С. С. Авторство и авторитет Оба слова, вынесенные нами в заглавие, имеют схожий облик, и сходство их отнюдь не случайно. У них одно и то же - латинское - происхождение, единая этимологическая характеристика и если их словарные з...
9914. Криптографические методы защиты информации 70.5 KB
  Криптографические методы защиты информации Шифр системы классифицируются по различным признакам: по видам защищаемой информации (текст, речь, видеоинформация), по криптографической стойкости, по принципам обеспечения защиты информации (симметричные,...