无约束优化方法

博客围绕优化算法展开,介绍了精确一维搜索求步长 λ 的方法,以及多种算法的搜索方向 dk。包括最速下降法/随机梯度下降、牛顿法、阻尼牛顿法、共轭梯度法、DFP 算法和 BFGS 算法等,还提及牛顿法计算 hessen 矩阵较麻烦的问题。

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第一个核心点:精确一维搜索求步长 λ{\lambda }λ ?
λk=arg⁡min⁡f(xk+λdk){\lambda _k} = \arg \min f({x^k} + \lambda {d^k})λk=argminf(xk+λdk)
具体看附录的例题。

第二个核心点:搜索方向dk{d^k}dk

最速下降法/随机梯度下降

dk=−1∗∇f(xk){d^k} = - 1*\nabla f({x^k})dk=1f(xk)

注意,相邻两次迭代的搜索方向正交

牛顿法(步长为常数1)

dk=−(∇2f(xk))−1∇f(xk){d^k} = - {({\nabla ^2}f({x^k}))^{ - 1}}\nabla f({x^k})dk=(2f(xk))1f(xk)

阻尼牛顿法

搜索方向和牛顿法一样,只不过步长采用精确一位搜索得到

牛顿法得计算hessen矩阵,麻烦,咋整呢?

共轭梯度法

注意下面的pk{p^k}pk就是搜索方向,相当于上面的dk{d^k}dk

拟牛顿法(DFP和BFGS):由牛顿法思想出发的一类方法

DFP算法:用Hk{H_k}Hk逼近海塞矩阵
BFGS算法:用Bk{B_k}Bk逼近海塞矩阵

附录:

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