优化算法入门(待更新和排版)

2022/1/10 22:03:44

本文主要是介绍优化算法入门(待更新和排版),对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 牛顿法
  • 最小二乘法
  • 拉格朗日乘数法
  • 梯度下降法

牛顿法

  • 牛顿法又称Newton-Rapson method,主要有两个重要的应用:求解方程的根、优化

  • 牛顿法求解方程的根:使用泰勒展开将方程代表的函数在某个解的猜想出进行多项式展开,取一阶或者二阶项,同时舍去高阶项后,求解函数的零点,由此构成循环的主体。以后,以求解的零点作为下一次泰勒展开的值,进行迭代运算。

  • 优化理论中的牛顿法:优化理论中的牛顿法同样没有脱离前面的大体思想:使用Taylor公式将函数在某个解的猜想处展开,取二阶项并求解其最值,将解作为下一次Taylor展开的值进行迭代。

  • 特别地:使用一阶展开项求解方程的解时的方法被称为Gauss-Newton Method。对于高维空间的求解,通过引入Hessian矩阵后,牛顿法仍然可以使用,但是难度大大增加,可以使用拟牛顿法求解(近似Hessian矩阵)。

  • 优化理论中的拟牛顿法(Quasi-Newton methond):

最小二乘法

  • 使用MES来最小化的问题的求解方法称为最小二乘法
  • 思想:假设一个模型,然后求导/偏导为0,求问题的解
  • 与神经网络中的MSE为loss求解存在不同:神经网络中模型是已经定好的。

拉格朗日乘数法

梯度下降法

  • 最速下降法:就是梯度下降算法,梯度的方向就是下降最快的方向,而gradient-based method就更加宽泛。实际上上面的牛顿法也是一种gradient-based的方法,但是不是最速下降算法。
  • 梯度下降法


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