第七章 一维搜索方法

本章讨论的是一维问题的迭代求解方法,这些方法统称为一维搜索法。

黄金分割法要求某单值一元函数 在闭区间 上是单峰的,即存在唯一的局部最小点。
该方法的思路为挑选 中的点,计算对应的函数值,通过不断缩小极小点所在的求见,大刀片足够的精度。
很显然每次都要计算两个目标函数值,以保证目标区间的压缩。

在黄金分割法中, 始终不变,如果允许参数 中途改变,则产生斐波那契数列法。该方法选择中间点的的原则如下:

高中学过的一阶导求法,一阶导大于0在左边,一阶导小于0在右边。
压缩比为

牛顿法假定函数连续二阶可微,这样可构建一个经过点 的二次函数,该函数在 的一阶和二阶导数分别为 和 :

从迭代公式看出,牛顿法需要的是目标函数 的二阶导数:

上述方法均需要提供目标函数极小点所在的初始区间。而这一初始区间的寻找需要划界法确定。
本质就是不断搜索,找三个点比一比,然后迭代。因为假定函数是单峰的,不需要考虑全局问题。

多维优化问题的迭代球阀,通常每次迭代都包括一维搜索。