Параболическая интерполяция с использованием optim()

Я пытаюсь найти минимум заданной функции, используя параболическую интерполяцию.

Цель:

Используя функцию «g (x)», найдите минимум другой функции «f (x)».

  • Функция, используемая для оценки -> g(x) = a0+a1*x + a2*x^2
  • Функция, минимум которой нужно найти -> f(x) = -x(1-x)
  • Найдите параметры a0,a1,a2 такие, что f(x0)=g(x0), f(x1)=g(x1), f(x2)=g(x2) для трех данных x1,x2 и x3.

Ограничения:

  • x0,x1,x2 принадлежат диапазону (0,1)

Участок:

Параболическая интерполяция с использованием optim()

Теоретический результат:

  • Из графика видно, что функция (f(x)) минимальна при 0,5.
  • Если a0=0,a1=-1,a2=1 мы получаем g(x)=f(x)

Результат предоставить по коду:

  • а0 <- 13661,814
  • а1 <- 7221,972
  • а2 <- -2475,557

Ключевой вопрос:

  • Правильно ли я понимаю этот метод или проблема в моем код?

Попытка решения:

Я сделал следующее, но мои значения не имеют смысла

# Actual function to estimate the minimum value of
actual <- function(x){
  result <- -x *(1-x)
return(result)  
}

# The estimation function whose parameters a0,a1,a2 are unknown
parabola <- function(par,x){
  a0 <- par[1]
  a1 <- par[2]
  a2 <- par[3]
  result <- a0+a1*x+a2*x^2
return(result)
}

# finding the difference between the functions for three given values (x0,x1,x2)
difference_function <- function(par,x){
  x0 <- par[4]
  x1 <- par[5]
  x2 <- par[6] 
  result <- sum(actual(x0),actual(x1),actual(x2)) - sum(parabola(par,x0),parabola(par,x1),parabola(par,x2)) 
  return(result)
}

find_parameters <- function(){
temp <- optim(par=c(0,-1,1,0.4,0.55,0.6), fn=difference_function)
a0 <- temp$par[1]
a1 <- temp$par[2]
a2 <- temp$par[3]
return(list=c(a0=a0,a1=a1,a2=a2))
}

find_parameters()
Стоит ли изучать PHP в 2026-2027 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2026-2027 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
2
0
296
2
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 2

Похоже, что в более широком математическом смысле 3 точки недостаточно для однозначного определения параболы. 5 точек должно быть достаточно, чтобы однозначно определить любое коническое сечение. Видеть:

https://www.quora.com/How-many-points-are-needed-to-uniquely-define-a-parabola-and-the-other-conics-Is-there-only-one-parabola-passing- через-вершины-заданного-треугольника

Если у вас нет достаточного количества точек для однозначного определения параболы, у вашей оптимизации будет несколько ответов.

Это метод оценки минимумов функции, аналогичный методу Ньютона. Вот отличное видео на эту же тему: youtube.com/watch?v=j6ikEASjbWE и ссылка на википедию en.wikipedia.org/wiki/Последовательная_параболическая_интерполяция

Anubhav Dikshit 12.03.2019 21:06
Ответ принят как подходящий

Таким образом, ошибка заключалась в минимизации квадрата ошибки, поскольку это обеспечило бы уникальное решение.

Исправленное решение выглядит следующим образом:

# Actual function to estimate the minimum value of
actual <- function(x){
  result <- -x *(1-x)
return(result)  
}

# The estimation function whose parameters a0,a1,a2 are unknown
parabola <- function(par,x){
  a0 <- par[1]
  a1 <- par[2]
  a2 <- par[3]
  result <- a0+a1*x+a2*x^2
return(result)
}

# finding the difference between the functions for three given values (x0,x1,x2)
difference_function <- function(par,x){
  x0 <- par[4]
  x1 <- par[5]
  x2 <- par[6] 
  result <- sum((actual(x0)-parabola(par,x0))^2,(actual(x1)-parabola(par,x1))^2, (actual(x2)-parabola(par,x2))^2)
  return(result)
}

find_parameters <- function(){
temp <- optim(par=c(0,-1,1,0.1,0.8,0.9), fn=difference_function)
a0 <- temp$par[1]
a1 <- temp$par[2]
a2 <- temp$par[3]
return(list=c(a0=a0,a1=a1,a2=a2))
}

find_parameters()

Другие вопросы по теме