MATLAB单变量最小化函数fminbnd与非线性方程求解函数fsolve、fzero

本文主要是介绍MATLAB单变量最小化函数fminbnd与非线性方程求解函数fsolve、fzero,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、函数简介

1、功能

在固定间隔中找到最小的单变量函数,fminbnd是一维最小化器,它在指定的区间中找到函数最小值。

2、调用格式

x = fminbnd(fun,x1,x2)

x为返回值,该值是在区间x1 <x <x2中函数的局部极小值的横坐标点;fun为函数文件、或者匿名函数;

x = fminbnd(fun,x1,x2,options)

使用options中指定的优化选项最小化。 使用optimset设置这些选项。

x = fminbnd(problem)

查找问题的最小值,其中问题是结构。

[x,fval] = fminbnd(___)

对于任何输入参数,返回在解x处以fun形式计算的目标函数的值。

[x,fval,exitflag] = fminbnd(___)

还返回一个描述退出条件的值exitflag。

[x,fval,exitflag,output] = fminbnd(___)

还返回包含有关优化信息的结构输出。

二、matlab代码

%% 单变量最小化
f=@(x) exp(-2*x)*sin(3*x-2)+5*exp(0.5*x)*cos(x)-1.5;
ezplot(f,[0 5]) %绘制函数图像
[x,fval]=fminbnd(f,2,4)%返回区间【2,4】内函数的最小值%% 额外参数
a=2;
f=@(x) exp(-2*x)*sin(3*x-2)+5*exp(0.5*x)*cos(x+a)-1.5;
ezplot(f,[0 5])
[x,fval]=fminbnd(f,2,4)%% 文件形式
function f=demo_9_26_1(x)
f=exp(-2*x)*sin(3*x-2)+5*exp(0.5*x)*cos(x)-1.5;
end[x,fval]=fminbnd(@demo_9_26_1,2,4);%% 文件形式当中有额外参数
function f=demo_9_26_2(x,a)
f=exp(-2*x)*sin(3*x-2)+5*exp(0.5*x)*cos(x+a)-1.5;[x,fval]=fminbnd(@demo_9_26_2,2,4,[],2);%% 循环
a=2;
f=@(x) sin(x-2-1)+sin(2*x-2-2)+sin(3*x-2-3)+sin(4*x-2-4)+sin(5*x-2-5)+sin(6*x-2-6)+sin(7*x-2-7)+sin(8*x-2-8)+sin(9*x-2-9)+sin(10*x-2-10)+5*exp(0.5*x)*cos(2*x+a)-1.5;
ezplot(f,[0 5])
[x,fval]=fminbnd(f,2,4)
[x,fval]=fminbnd(@demo_9_26_3,2,4,[],2)

三、非线性方程fsolve
1、目标模型

非线性方程F(x)= 0,x是向量或矩阵;

2、调用格式

x = fsolve(fun,x0)

从x0开始,并尝试求解方程式fun(x)= 0;

x = fsolve(fun,x0,options)

用options中指定的优化选项求解方程。 使用optimoptions设置这些选项。

x = fsolve(problem)

解决问题,其中问题是输入参数中描述的结构。 通过从“优化”应用程序导出问题来创建问题结构,如导出您的工作中所述。

[x,fval] = fsolve(___)

对于任何语法,都返回解x处目标函数fun的值。

[x,fval,exitflag,output] = fsolve(___)

还返回一个描述了fsolve退出条件的值exitflag,以及一个包含有关优化过程信息的结构输出。

[x,fval,exitflag,output,jacobian] = fsolve(___)

返回解x处的雅可比矩阵。

3、matlab代码

function F = root2d(x)F(1) = exp(-exp(-(x(1)+x(2)))) - x(2)*(1+x(1)^2);
F(2) = x(1)*cos(x(2)) + x(2)*sin(x(1)) - 0.5;
endfun = @root2d; %获取句柄
x0 = [0,0];
x = fsolve(fun,x0)%返回最优点function F = myfun(x)
F = [2*x(1) - x(2) - exp(-x(1));-x(1) + 2*x(2) - exp(-x(2))];
endx0 = [-5;-5];
options = optimoptions('fsolve','Display','iter');[x,fval] = fsolve(@myfun,x0,options)

四、非线性函数fsolve

1、目标模型

非线性函数f(x)=0

2、调用格式

x = fzero(fun,x0)

在fun(x)= 0的位置找到点x;

x = fzero(fun,x0,options)

使用选项修改求解过程;使用optimoptions设置这些选项。

x = fzero(problem)

解决了问题指定的寻根问题。

[x,fval,exitflag,output] = fzero(___)

在fval输出中返回fun(x),exitflag对fzero停止的原因进行编码,并且输出结构包含有关解决过程的信息。

3、matlab代码

%匿名函数
fun = @(x)sin(x); % function 
x0 = 3; % 初始点
x = fzero(fun,x0)%.m文件
function y = f(x)
y = x.^3 - 2*x - 5;
end
fun = @f; % function
x0 = 2; % initial point
z = fzero(fun,x0)%多参数
myfun = @(x,c) cos(c*x);  
c = 2;                   
fun = @(x) myfun(x,c);    
x = fzero(fun,0.1)%选项设置
fun = @(x) exp(-exp(-x)) - x; 
x0 = [0 1]; 
options = optimset('Display','iter'); 
[x fval exitflag output] = fzero(fun,x0,options)problem.objective = @(x)sin(cosh(x));
problem.x0 = 1;
problem.solver = 'fzero'; 
problem.options = optimset(@fzero); %m默认设置
x = fzero(problem)

 

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