ArgMin

ArgMin[f,x]

给出使 f 最小化的位置 xmin.

ArgMin[f,{x,y,}]

给出使 f 最小化的位置 {xmin,ymin,}.

ArgMin[{f,cons},{x,y,}]

给出使受约束条件 cons 限制的 f 最小化的位置.

ArgMin[,xrdom]

x 限制在区域或域 rdom 内.

ArgMin[,,dom]

将变量限制在域 dom 内,通常为 RealsIntegers.

更多信息和选项

  • ArgMin 求给定约束条件限制下 f 的全局最小值.
  • ArgMin 通常用于求给定约束条件下可能的最小值. 在不同的领域,这可能被称为最佳策略、最佳方案、最佳配置等.
  • 如果 fcons 是线性的或是多项式,ArgMin 总能求出全局最小值.
  • 约束条件 cons 可以是以下表达式的任意逻辑组合:
  • lhs==rhs等式
    lhs>rhs, lhsrhs, lhs<rhs, lhsrhs不等式 (LessEqual)
    lhsrhs, lhsrhs, lhsrhs, lhsrhs向量不等式 (VectorLessEqual)
    Exists[], ForAll[]量化条件
    {x,y,}rdom区域或域的指定
  • ArgMin[{f,cons},xrdom] 实际上等价于 ArgMin[{f,consxrdom},x].
  • 对于 xrdom,可用 Indexed[x,i] 来指代不同的坐标.
  • 可能的域 rdom 包括:
  • Reals实标量变量
    Integers整数标量变量
    Vectors[n,dom] 中的向量变量
    Matrices[{m,n},dom] 中的矩阵变量
    限制在几何区域 中的向量变量
  • 默认情况下,假定所有变量为实数.
  • 如果给定精确输入,ArgMin 将返回精确结果. 如果给定近似输入,它会自动调用 NArgMin.
  • 如果最小值只能在极限的位置取得(极限位置超出约束条件所定义的域),或只是渐近地达到,则 ArgMin 将返回最接近极限值的可列举点.
  • 即使在多个点达到相同的最小值,也只返回一个.
  • 如果无法满足约束条件,ArgMin 会返回 {Indeterminate,Indeterminate,}.
  • N[ArgMin[]] 调用 NArgMin 来解决不能以符号形式求解的优化问题.

范例

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基本范例  (5)

求一元函数的最小化点:

求多元函数的最小化点:

求受约束条件限制的函数的最小化点:

求作为参数的函数的最小化点:

求几何区域上的最小化点:

绘制这些值:

范围  (36)

基本用法  (7)

在不受限的实数上最小化

如果列表中未给出单个变量,则结果是取得最小值的值:

最小化受约束条件 限制的

约束条件可以包含任意逻辑组合:

无界问题:

不可行的问题:

可能无法达到下确界:

使用向量变量和向量不等式:

单变量问题  (7)

不受限的单变量多项式的最小化:

受限的单变量多项式的最小化:

Exp-log 函数:

有界约束条件上的解析函数:

周期函数:

具有可公度周期的三角函数的组合:

分段函数:

利用函数属性信息即可求解的不受限问题:

多变量问题  (9)

多元线性约束条件下的最小化:

线性分式约束条件下的最小化:

没有约束条件的多项式最小化:

约束条件下的多项式优化总是可解的:

可能无法获得最小值:

目标函数可能是无界的:

可能没有满足约束条件的点:

量化的多项式约束条件:

代数最小化:

有界超越最小化:

分段最小化:

凸最小化:

最小化凸目标函数 ,使得 为半正定且

绘制区域和最小化点:

参数化问题  (4)

参数化线性优化:

最小化点的坐标是参数的连续函数:

参数化二次优化:

最小化点的坐标是参数的连续函数:

不受限的参数化多项式的最小化:

约束条件下的参数化多项式的最小化:

在整数上优化  (3)

单变量问题:

整数线性规划:

整数上的多项式最小化:

在区域上优化  (6)

在区域上最小化:

绘制这些值:

求两个区域间的最小距离:

绘制这些值:

求使得三角形和椭圆仍然相交的最小的

绘制这些值:

求包含给定的三个点的半径最小的圆盘:

绘制这些值:

Circumsphere 直接给出同样的结果:

指定 中的一个向量:

求两个区域间的最小距离:

绘制这些值:

选项  (1)

WorkingPrecision  (1)

求精确最小值点会花费很长时间:

如果设置 WorkingPrecision->100,得到的是近似最小值点:

应用  (10)

基本应用  (3)

求周长最小的单位面积矩形的边长:

求周长最小的单位面积三角形的边长:

最小周长三角形是等边三角形:

求抛物线上距轴最近的点:

假设 参数之间存在特殊关系:

几何距离  (6)

区域 中距给定点 p 最近的点 qArgMin[Norm[p-q],q] 给出. 求 Disk[] 中距 {1,1} 最近的点:

绘制这些值:

求标准单位单纯形 Simplex[2] 中距 {1,2} 最近的点:

绘制这些值:

求标准单位球面 Sphere[] 上距 {1,1,1} 最近的点:

绘制这些值:

求标准单位单纯形 Simplex[3] 中距 {-1,1,1} 最近的点:

绘制这些值:

可用 ArgMin[Norm[p-q],{p,q}] 找出最近的点 pq. 求 Disk[{0,0}]Rectangle[{3,3}] 中相距最近的点:

最近的距离:

绘制这些值:

Line[{{0,0,0},{1,1,1}}]Ball[{5,5,0},1] 中相距最近的点:

最近的距离:

绘制这些值:

几何中心  (1)

如果 n 是一个全维区域,则切比雪夫中心是使得 SignedRegionDistance[,p] 最小化的点 p,即到补区域的距离的负值. 求 Disk[] 的切比雪夫中心:

Rectangle[] 的切比雪夫中心:

属性和关系  (6)

Minimize 给出最小值和最小化点:

ArgMin 给出精确的全局最小化点:

NArgMin 试图用数值法求出全局最小化点,但有可能只找到局部最小化点:

FindArgMin 求出取决于起始点的局部最小化点:

最小点满足约束条件,除非发出的消息另有说明:

给出的点最小化到点 {2,} 的距离:

如果取不到最小值,ArgMin 可能会给出一个边界上的点:

y 趋近于无穷时,目标函数趋近于最小值:

ArgMin 可以解决线性优化问题:

LinearOptimization 可以通过否定目标来解决相同的问题:

RegionNearest 计算给定区域中最近的点:

也可以用 ArgMin 来计算:

可能存在的问题  (2)

可能无法获得有限的最小值:

目标函数可能是无界的:

可能没有满足约束条件的点:

ArgMin 要求所有输入的函数为实值函数:

满足方程但平方根不是实数的值是不行的:

Wolfram Research (2008),ArgMin,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/ArgMin.html (更新于 2021 年).

文本

Wolfram Research (2008),ArgMin,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/ArgMin.html (更新于 2021 年).

CMS

Wolfram 语言. 2008. "ArgMin." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. 最新版本 2021. https://reference.wolfram.com/language/ref/ArgMin.html.

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Wolfram 语言. (2008). ArgMin. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/ArgMin.html 年

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