作者saltlake (SaltLake)
看板Math
标题Re: [微积] 最佳化的概念
时间Sun Sep 15 05:53:14 2024
※ 引述《vacuityhu (真空管)》之铭言:
: 假设我有一组数据F_data
: 有一个函数F(a, θ, c) = a*cos(θ) + c
: 则可定义出我的objective function
: min|| F-F_data ||_2, minimize的对象是a, θ, c, 且0<=θ<=2pi
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自变数 θ 仅在特定区间有定义
: 为了求解这个最佳化问题
: 我可能可以选择Gauss–Newton algorithm
这基本概念就是切线法,从初始猜测点做函数切线,看切线与水平轴
交点者何,再以该交点为猜测点做函数切线,直到结果收敛。
不管你是手工还是写程式去执行这个计算过程,请问当你的切线与水
平轴交点「超过 θ 的定义区间时」,你怎样处理?
: 或是Levenberg–Marquardt algorithm
: 或其他不同的演算法等等
这些有的没有的演算法,预设处理的对象是,自变数的值域在整条实数
轴,想要处理自变数值域受限的问题,必须另外修正。
: 我的问题是, 当我选择不同算法的时候
考虑个别演算法之前,请先确认所设定的受限制的优化问题是否有唯一解。
为此,就有自变数有区间限制条件的状况,可利用拉格朗日乘数把限制条件与
目标函数结合成为增广的目标函数,再透过卡鲁什-库恩-塔克定理
(Karush–Kuhn–Tucker theorem) 检查最佳解的存在与唯一性。讲白了就是
把前面的增广函数对各个自变数做偏微分而得到一组联立方程式。接着检查这方
程式的解之性质。
: 这各种算法理论上应该要收敛到同一个最佳解吗?
如前述,你列出的那些方法仅能处理未受限的优化问题。优化问题限制时,需要
先把目标函数透过拉格朗日乘数与限制条件结合,对各自变数取一皆偏微分後,
把原本受限优化问题转换成联立非线性方程组求解的问题,再寻找或套用适当的
演算法。
: 我以为当objective function决定的当下, 最佳解就跟着决定了
: 而不同算法只是走着不同的路线往最佳解收敛
: 不知道我的理解是不是对的QQ
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※ 编辑: saltlake (220.136.196.227 台湾), 09/15/2024 08:32:57