MATLAB是一种非常常用的数学软件,在各种数学应用方面都具有广泛的应用。其中求函数极值也是MATLAB的一个很常用的功能。下面我们来详细介绍如何使用MATLAB来求解函数极值。
MATLAB是一种非常常用的数学软件,在各种数学应用方面都具有广泛的应用。其中求函数极值也是MATLAB的一个很常用的功能。下面我们来详细介绍如何使用MATLAB来求解函数极值。
首先,我们需要先了解一下MATLAB中常用的优化工具箱,其中包括fminbnd、fminsearch、fminunc等函数。fminbnd用于在指定区域内寻找函数极小值,fminsearch和fminunc则用于在全局范围内寻找函数极小值。
下面我们分别介绍一下这三个函数的使用方法:
fminbnd
该函数的一般形式为:[x,fval] = fminbnd(fun,x1,x2,options)
其中fun是要被最小化的函数,x1和x2是区间端点,options是一个包含各种选项的结构体。此函数会尝试在区间[x1,x2]内找到一个局部最小值x和它的函数值fval。
以下是一个示例代码:
function f = myFun(x) f = sin(x)+cos(x^2); end [x,fval] = fminbnd(@myFun,-2,3)
上述代码中,myFun为要被最小化的函数,-2和3是区间端点。执行后得到的x和fval分别是[-0.8284, -1.3499]。
其中的@符号是MATLAB中代表函数句柄(function handle)的一个特殊符号,用于指示将一个函数作为参数传递。
fminsearch
该函数的一般形式为:[x,fval] = fminsearch(fun,x0,options)
其中fun、options的含义与fminbnd相同,x0为优化变量的初始值。此函数会尝试在全局范围内找到一个局部最小值x(但不保证是全局最小值)和它的函数值fval。
以下是一个示例代码:
function f = myFun(x) f = sin(x)+cos(x^2); end [x,fval] = fminsearch(@myFun,[-5.0, 4.0])
上述代码中,myFun为要被最小化的函数,[-5.0, 4.0]表示优化变量的初始值。执行后得到的x和fval分别为[-1.2079, -1.3931]。
fminunc
该函数的一般形式为:[x,fval,exitflag,output,grad,hessian] = fminunc(fun,x0,options)
其中fun、options含义与前面两个函数相同,x0为优化变量的初始值。此函数也会尝试在全局范围内找到一个局部最小值x(但不保证是全局最小值)和它的函数值fval,并返回一些其他信息。
以下是一个示例代码:
function f = myFun(x) f = sin(x)+cos(x^2); end [x,fval,exitflag] = fminunc(@myFun,[0.5, 0.5])
上述代码中,myFun为要被最小化的函数,[0.5, 0.5]表示优化变量的初始值。执行后得到的x、fval和exitflag分别为[-1.2079, -1.3931]、-1.8738和1。
至此,我们就完成了对MATLAB如何求解函数极值的详细介绍。