数值优化
创始人
2024-05-31 19:23:53
Steepest Gradient Descent:
  • constant step size : \(\tau = c\) 固定梯度大小
  • Diminishing step size: \(\tau = c/k\) 每次迭代后,梯度都减小
  • Exact line search \(\tau = \arg \mathop{\min}\limits_{\alpha} f(x^{k} + \alpha d)\)
  • Inexact line search \(\tau \in { \alpha | f(x^{k}) - f(x^{k} + \alpha d) \geq -c \cdot \alpha d^{T} \bigtriangledown f(x^{k}) }\)

Inexact line search:

Newton's Method:


用泰勒展开到Hessian矩阵,这是一个二次型函数,最低点位置就是下次迭代的点。

问题:

  1. 需要计算Hessian的逆
  2. Hessian一定是正定的,如果是半正定的,会有奇异值是有零的,没法求逆。如果是不定的,那有可能会往增大的方向迭代
  3. 原函数、一阶导和二阶导都要是连续的
Practical Newton's Method:修正阻尼牛顿法,为了解决牛顿法非凸函数的不稳定性

  1. 寻找一个严格正定的M,去接近Hessian矩阵
  2. 求d的时候,可以用dM = f(x),线性求解出d。
  3. 不需要求解Hessian矩阵

怎么求M:

  • 如果函数是凸的:
  1. 那Hessian一定是正定的。选择 M = Hessian + 很小的I矩阵
  2. \([\bigtriangledown ^{2} f(x)]d = - \bigtriangledown f(x)\)
  3. \(Md = - \bigtriangledown f(x), M = LL^{T}\), 用Cholesky分解将M分解为上三角和下三角的形式,可以很快的将d求解出来
  • 如果函数是非凸的,那么Hessian是不定的:
  1. \(Md = - \bigtriangledown f(x), M = LBL^{T}\) B是一个对角矩阵
  2. B可以由b1,b2,b3...构成; b可能由一个常数(正的)或\(R^{2*2}\)的矩阵,这个矩阵一定有2个特征值,一正一负。
  3. Bunch-Kaufman Factorization
Quasi Newton's Method:拟牛顿法,省去Hession逆矩阵求解,仍然需要函数是凸的

思路依然是找一个M矩阵去贴近Hession矩阵\(\triangle x = x^{k+1} - x^{k}\)\(\triangle g = \bigtriangledown f(x^{k+1}) - \bigtriangledown f (x^{k})\)
构建公式:\(\triangle g \approx M^{k+1} \triangle x\)\(\triangle x \approx B^{k+1} \triangle g, M^{K+1} B^{k+1} = I\)

怎么挑选B

相关内容

热门资讯

玩家必看教程!智星德州扑克辅助... 玩家必看教程!智星德州扑克辅助挂多功能透视工具,好像真的是有挂(有挂详细)1、该软件可以轻松地帮助玩...
记者揭秘!wpk辅助挂多功能透... 记者揭秘!wpk辅助挂多功能透视工具,原来存在有挂(有挂猫腻)1、全新机制【wpkai辅助工具激活码...
科普!德扑圈辅助挂多功能透视工... 科普!德扑圈辅助挂多功能透视工具,总是有挂(有挂教学)1、实时德扑圈透视辅助更新:用户可以随时随地访...
玩家必备攻略!WPK辅助挂多功... 玩家必备攻略!WPK辅助挂多功能透视工具,其实存在有挂(确实有挂)1、任何WPK透视是真的假的的玩家...
分享一款!智星菠萝德州辅助挂多... 分享一款!智星菠萝德州辅助挂多功能透视工具,总是是真的有挂(有挂神器)1)智星菠萝德州辅助插件:进一...