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什么是最优函数介绍

什么是最优函数介绍

最优函数,是统筹数学的一个分支,这类定式有时还称为“数学规划”(譬如,线性规划)。许多现实和理论问题都可以通过它建模成一般性框架。

最优函数数学表述

最优函数可以表述成以下形式:

给定一个函数,寻找一个元素

使得对于所有

中的

(最小化)。

这类定式有时还称为“数学规划”(譬如,线性规划)。许多现实和理论问题都可以建模成这样的一般性框架。

典型的,

一般为欧几里得空间中的子集,通常由一个

必须满足的约束等式或者不等式来规定。

的元素被称为是可行解。函数

被称为目标函数,或者代价函数。一个最小化(或者最大化)目标函数的可行解被称为最优解。

一般情况下,会存在若干个局部的极小值或者极大值。局部极小值

定义为对于一些

,以及所有的

满足

公式

成立。

最优函数符号表示

最优化问题通常有一些较特别的符号标示方法。例如:

这是要求表达式{displaystyle x^{2}+1}的最小值,这里x取值为全体实数,。

这个问题的最小值应该是

,当。

这是要求表达式

的最大值,同样地,

在全体实数上取值。对于这个问题,由于该表达式不是有上界的,因此不存在最大值,因此,答案应该是无限大,或者是不可定义的。

这是求使表达式x+1 达到最小值时x的值。在这里x被限定在区间之间,所以上式的值是-1。

最优函数人工智能和最优化

现代的计算机科学技术和人工智能科学把最优化作为一个重要的领域来研究。我们也可以认为人工智能的一些算法,就是模拟了人类寻求实际问题最优解的过程。例如,利用人工智能方法设计软件,配合外部的电子设备例如摄像头识别人脸;利用数据挖掘和神经网络算法来寻找投资的最佳时机等。