1. Задача: Минимизировать функцию многих переменных $$f(x,y) = (1 - x)^2 + 100(y - x^2)^2$$.
2. Формула: Это классическая функция Розенброка, часто используемая для тестирования алгоритмов оптимизации. Цель — найти точки $(x,y)$, при которых $f(x,y)$ достигает минимального значения.
3. Теоретический подход: Для нахождения минимума нужно найти стационарные точки, решив систему уравнений:
$$\frac{\partial f}{\partial x} = 0, \quad \frac{\partial f}{\partial y} = 0$$
4. Найдем частные производные:
$$\frac{\partial f}{\partial x} = -2(1 - x) - 400x(y - x^2)$$
$$\frac{\partial f}{\partial y} = 200(y - x^2)$$
5. Приравниваем к нулю:
$$-2(1 - x) - 400x(y - x^2) = 0$$
$$200(y - x^2) = 0$$
6. Из второго уравнения:
$$y - x^2 = 0 \Rightarrow y = x^2$$
7. Подставляем в первое уравнение:
$$-2(1 - x) - 400x(0) = 0 \Rightarrow -2 + 2x = 0 \Rightarrow x = 1$$
8. Тогда:
$$y = (1)^2 = 1$$
9. Проверяем значение функции в точке $(1,1)$:
$$f(1,1) = (1 - 1)^2 + 100(1 - 1^2)^2 = 0$$
10. Вывод: Минимум функции достигается в точке $(1,1)$, где $f(x,y) = 0$.
11. В MATLAB и Excel можно использовать встроенные функции оптимизации (например, fminunc в MATLAB или Поиск решения в Excel) для численного подтверждения этого результата.
Rosenbrock Minimization Ac2F15
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.