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海森伯矩阵,海森矩阵的性质

时间:2023-05-03 11:04:37 阅读:157586 作者:2479

纯情狼矩阵在数学中是纯情狼矩阵(Hessian matrix或Hessian )由以自变量为向量的实数函数的二阶偏导数构成的方形矩阵,该函数为:

f(x1,x2…,xn ) ) ) ) ) ) ) ) f ) ) ) ) ) )。

如果ff的所有二阶导数存在,则ff的纯情灰狼矩阵为:

h(f ) IJ(x )=DiDjf(x ) ) ) ) ) ) ) ) h(f ) IJ(x ) ) ) )

其中x=(x1,x2 .xn ) x=) x1,x2 .xn ),即h ) f ) h )为:

纯情灰狼矩阵在xsdfs方法中的应用一般来说,xsdfs方法主要应用于两个方面: 1、方程求根; 2、优化。

1 )、解方程

所有的方程式都有求根的公式,求根的公式并不复杂,求解也不难。如果利用xsdfs法,可以反复求解。

原理利用wjdxc的公式,用x0x0展开,求解一阶,即f(x )=f (x0 ) x0 ) ) x(x0 ) f () x0 ) ) x0 ),方程f ) x )=解x=由于这是利用了wjdxc公式的一次展开,所以f ) x )=f ) ) x0 ) f ),在此求出的x1x1不会成为f(x )=0f ) x )=0,f ) x1 ) f ) x1 )的值为f ) x0 ) 因此,反复求解的想法是自然的,可以进一步推出xn1

2 )、优化

在优化问题中,线性优化至少可以使用单纯形法(或不动点算法)求解,但对于非线性优化问题,提供了xsdfs法求解的方法。 假设任务是优化目标函数ff,求函数ff的极小问题可以转化为求解函数ff的导数f=0f=0的问题,这样可以把优化问题看作方程求解问题(f=)

这次为了解开f'=0f'=0的根,展开f(x ) f ) x )的wjdxc,展开为22层形式:

f(xx )=f(x ) f ) ) x )x12f ) ) xx )=f ) x ) x )x12f) x )x2

该公式成立,仅在xx无限接近0时,f(xx(=f ) x ) f ) xx )=f ),约数去除这两个项,剩下的项式f () x )x12f ) x ) x )x2

解(x=f(xn ) f ) ) xn )x=f ) xn ) f " (xn ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) xn ) xn ) xn ) f ) f ) xn ) xn ) ) xn ) ) xn ) xn ) f ) xn ) f ) f ) xn ) f ) f ) f ) xn ) f )

得到迭代公式。 xn1=xnf'(xn ) f ' ) xn ),n=0,1, xn1=xnf ' ) xn ) f ",n=0,1,

xsdfs法可以用于曲线本身的信息,被认为比梯度下降法更容易收敛(反复次数少)。 下图是将目标方程式最小化的例子。 红色曲线用xsdfs法反复求解。 绿色曲线用梯度下降法求解。

以上,对22维(xx坐标维)YY坐标维)的情况进行了说明,但高维的情况下的xsdfs迭代式如下。

xn1=xn[HF(xn ) ]1f ) xn ),n0

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