用梯度下降法解非线性方程

该博客介绍了一个使用梯度下降法来求解非线性方程的程序实现。程序中定义了牛顿法迭代过程,通过不断调整初始值,直至满足预设的误差阈值。主要涉及的函数包括计算残差平方和的`fn`函数以及进行牛顿迭代的`newton`函数。

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#include<math.h>
#include<iostream>
using namespace std;
void newton(int n,double x[],double y[],double eps);
double fn(int n,double x[],double y[]);
const double PI = 3.14159265358979323846;
int main()
{
	int i,n=3;
	double y[3],x[3]={0.5,0.5,0.5};
	double eps=1.e-08;
	newton(n,x,y,eps);	
	for(i=0;i<n;i++)
	{
		cout<<i<<" "<<x[i]<<" "<<y[i]<<endl;
	}
	return 0;
}
double fn(int n,double x[],double y[])
{
	double s2=0.0;
	y[0]=3.0*x[0]-cos(x[1]*x[2])-1.5;
	y[1]=4*x[0]*x[0]-625*x[1]*x[1]+2*x[2]-1;
	y[2]=exp(-x[0]*x[1])+20*x[2]+(10*PI-3)/3.0;
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
		s2+=y[i]*y[i];
	}
	return s2;
}
void newton(int n,double x[],double y[],double eps)
{
	double s[3],s0,s1,s2,t,alpha,h=1.e-05;
	while(1)
	{
		s2=fn(n,x,y);
		s0=s2;
		if(s0<eps)
			break;
		s1=0.0;
		for(int i=0;i<n;i++)
		{
			t=x[i];
			x[i]=(1.0+h)*t;
			s2=fn(n,x,y);
			s[i]=(s2-s0)/(h*t);///???
			s1+=s[i]*s[i];
			x[i]=t;
		}
		
牛顿迭代法和梯度下降法都是常用的值优化算法,用于非线性方程组的误差最小化问题。它们在求解非线性方程组时有一些区别和特点。 牛顿迭代法是一种迭代算法,通过不断逼近函数的根来求解方程组。它利用函数的一阶导数和二阶导数信息来进行迭代更新。具体步骤如下: 1. 选择初始点作为迭代起点。 2. 计算当前点处的函数值和一阶导数值。 3. 计算当前点处的二阶导数值。 4. 利用一阶导数和二阶导数信息,更新当前点的位置。 5. 重复步骤2-4,直到满足停止准则(如函数值的变化小于某个阈值)。 梯度下降法是一种基于负梯度方向进行迭代的优化算法,通过不断沿着函数的梯度方向更新参数来最小化目标函数。具体步骤如下: 1. 选择初始点作为迭代起点。 2. 计算当前点处的函数值和梯度。 3. 沿着负梯度方向更新当前点的位置。 4. 重复步骤2-3,直到满足停止准则(如梯度的范数小于某个阈值)。 牛顿迭代法和梯度下降法非线性方程组的误差最小化问题上有一些对比: 1. 收敛速度:牛顿迭代法通常具有更快的收敛速度,特别是当初始点选择得较好时。而梯度下降法的收敛速度相对较慢。 2. 需要的信息:牛顿迭代法需要计算函数的一阶导数和二阶导数,而梯度下降法只需要计算函数的一阶导数。 3. 初始点选择:牛顿迭代法对初始点的选择较为敏感,需要较好的初始点才能保证收敛性。而梯度下降法对初始点的选择相对不那么敏感。 4. 存在的问题:牛顿迭代法可能会遇到奇异点或者不可导点导致无法收敛。而梯度下降法没有这个问题,但可能会陷入局部最优
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