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Descent Method for 最小化(最優化)問題 (一)

Descent Method - Gradient Method / Newton’s Method / Quasi-Newton methods / CG / et al.

0 Minimization Problem

通常,線性系統 Axb=0 ,其中 xn×1 的列向量, x=(x1,x2,,xn) 。通過線性最小二乘法(Linear Least Squares )構建為最小化問題:f(x)=||Axb||2
對於非線性系統 G(x)=0,亦可以構建最小化問題: f(x)=12GT(x)G(x)

最小化問題(Minimization Problem )可以通過下降方法 ( Descent Method

) 求解,如 Gradient Descent, Newton’s Method, Quasi-Newton Method, Nonlinear Conjugate Gradient Method, etc.

對於 x 的函式 f(x) ,其梯度,Hessian 矩陣分別為:

f(x)=fx1fx2fxn 2f(x)=2f2x12fx2x12fxnx12fx1x22f2x22fxnx22fx1xn2fx2xn2f2x
n

1 Gradient Descent Method

Gradient descent is a first-order iterative optimization algorithm for finding the minimum of a function.

f(x) decrease fast if one goes from a in the direction of the negative gradient of f at a, f(a). It follows that, if

an+1=anγf(an)
for

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