Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методы одномерной оптимизации..doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
18.11.2019
Размер:
444.93 Кб
Скачать

Задание.

Найти положение точки экстремума и экстремальное значение функции F(x) на интервале [a,b]. Длинна конечного интервала неопределенности недолжна превышать 0.01.

F(x)=x^4/4-x^3+10 экстремум-min

A=2,3

B=3,3

Выполнение работы.

  1. Метод золотого сечения.

Первый шаг:

a=2.3, b=3,3, b-a=1

x1=2,3+0,382*1=2,682

x2=3,3-0,382*1=2,918

f(x1)=(2,682)^4/4-(2,682)^3+10=3,6433

f(x2)=(2,918)^4/4-(2,918)^3+10=3,2791

F(x1)>F(x2). Новый отрезок [2,682,3,3]

Дальнейшие вычисления оформим в виде таблицы.

n

a

b

b-a

x1

x2

f(x1)

f(x2)

1

2,3

3,3

1

2,682

2,918

3,6433

3,279167

2

2,682

3,3

0,618

2,918076

3,063924

3,279114

3,268915

3

2,918076

3,3

0,381924

3,063971

3,154105

3,268943

3,364328

4

2,918076

3,154105

0,236029

3,008239

3,063942

3,250307

3,268926

5

2,918076

3,063942

0,145866

2,973797

3,008221

3,253054

3,250305

6

2,973797

3,063942

0,090145

3,008232

3,029506

3,250306

3,253969

7

2,973797

3,029506

0,05571

2,995078

3,008225

3,250109

3,250306

8

2,973797

3,008225

0,034429

2,986949

2,995074

3,250762

3,250109

9

2,986949

3,008225

0,021277

2,995076

3,000098

3,250109

3,25

10

2,995076

3,008225

0,013149

3,000099

3,003202

3,25

3,250046

11

2,995076

3,003202

0,008126

2,99818

3,000098

3,250015

3,25

 

 

Середина

2,999139

 

 

 

 

 

 

F(xc)=

3,250003

 

 

 

 

Вывод: после 11 шагов интервал равен [2,995,3,003], его длина 0,0081<0,01. В качестве точки минимума может быть взята середина этого интервала 2,999139; при этом f(2,999139)=3,250003.

  1. Метод Фибоначчи.

Найдем N:

N=(b-a)/e=(3,3-2,3)/0,01=100

89<100<144

F10 F11

S=11

L=(b-a)/F11=(3,3-2,3)/144=0,006944

Первый шаг:

X1=a+l*F9=2,3+0,006994*55=2,681944;

X2=b-l*F9=3,3-0,006994*55=2,918056;

F(x1)=( 2,681944)^4/4-(2,681944)^3+10=3,643427;

F(x2) =( 2,918056)^4/4-(2,918056)^3+10=3,279128;

F(x2)<F(x1). Новый отрезок [2,681944;3,3].

Дальнейшие вычисления оформим в виде таблицы

I

Fi

n

a

b

b-a

x1

x2

f(x1)

f(x2)

0

1

1

2,3

3,3

1

2,681944

2,918056

3,643427

3,279128

1

1

2

2,681944

3,3

0,618056

2,918056

3,063889

3,279128

3,268894

2

2

3

2,681944

3,063889

0,381944

2,827778

2,918056

3,373476

3,279128

3

3

4

2,681944

2,918056

0,236111

2,681944

2,827778

3,643427

3,373476

4

5

5

2,681944

2,827778

0,145833

2,7375

2,772222

3,525089

3,46051

5

8

6

2,681944

2,772222

0,090278

2,716667

2,7375

3,56737

3,525089

6

13

7

2,681944

2,7375

0,055556

2,702778

2,716667

3,596972

3,56737

7

21

8

2,681944

2,716667

0,034722

2,695833

2,702778

3,612187

3,596972

8

34

9

2,681944

2,702778

0,020833

2,681944

2,702778

3,643427

3,596972

9

55

10

2,681944

2,702778

0,020833

2,681944

2,702778

3,643427

3,596972

10

89

11

2,681944

2,702778

0,020833

2,681944

2,702778

3,643427

3,596972

11

144

12

2,681944

2,702778

0,020833

2,681944

2,702778

3,643427

3,596972

12

233

13

2,681944

2,702778

0,020833

2,681944

2,702778

3,643427

3,596972

13

377

14

2,681944

2,702778

0,020833

2,681944

2,702778

3,643427

3,596972

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Середина

2,692361

 

 

 

 

 

 

 

 

F(Xc)=

3,619896

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N=

100

 

 

 

 

 

 

 

 

L=

0,006944

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: конечный интервал неопределенности равен (2,681944; 2,702778), его длинна 0,020833. В качестве приближенного значения точки минимума выберем середину этого отрезка 2,692361; F(2.692361)= 3,619896.

Вывод: в данной работе мы находили положение точки экстремума и экстремальное значение функции F(x)=x^4/4-x^3+10 на интервале (2.3;3.3), двумя методами:

  • Метод золотого сечения

  • Метод Фибоначчи.

В методе золотого сечения длинна конечного интервала неопределенности не превысила 0.01 а в методе Фибоначчи превысила что говорит что лучше использовать первый метод.