scipy.optimize.

brentq#

scipy.optimize.brentq(f, a, b, args=(), xtol=2e-12, rtol=8.881784197001252e-16, maxiter=100, full_output=False, disp=True)[源代码]#

使用布伦特方法在括号区间内找到函数的根。

使用经典的布伦特方法在符号变化的区间 [a, b] 上找到函数 f 的根。通常认为这里是最好的求根例程。它是割线法的安全版本,使用反二次外推。布伦特方法结合了根的括号、区间二分和反二次插值。它有时被称为 van Wijngaarden-Dekker-Brent 方法。布伦特 (1973) 声称对于在 [a,b] 内可计算的函数,收敛是保证的。

[Brent1973] 提供了该算法的经典描述。另一个描述可以在最近一版的《数值食谱》中找到,包括 [PressEtal1992]。第三个描述位于 http://mathworld.wolfram.com/BrentsMethod.html。只需阅读我们的代码,就应该很容易理解该算法。我们的代码与标准表示法略有不同:我们为外推步骤选择了不同的公式。

参数:
f函数

返回数字的 Python 函数。函数 \(f\) 必须是连续的,并且 \(f(a)\)\(f(b)\) 必须具有相反的符号。

a标量

括号区间 \([a, b]\) 的一端。

b标量

括号区间 \([a, b]\) 的另一端。

xtol数字,可选

计算出的根 x0 将满足 np.allclose(x, x0, atol=xtol, rtol=rtol),其中 x 是精确的根。该参数必须为正数。对于好的函数,布伦特方法通常会满足上述条件,其中 xtol/2rtol/2[Brent1973]

rtol数字,可选

计算出的根 x0 将满足 np.allclose(x, x0, atol=xtol, rtol=rtol),其中 x 是精确的根。该参数不能小于其默认值 4*np.finfo(float).eps。对于好的函数,布伦特方法通常会满足上述条件,其中 xtol/2rtol/2[Brent1973]

maxiter整数,可选

如果在 maxiter 次迭代中未实现收敛,则会引发错误。必须 >= 0。

args元组,可选

包含函数 f 的额外参数。f 通过 apply(f, (x)+args) 调用。

full_output布尔值,可选

如果 full_output 为 False,则返回根。如果 full_output 为 True,则返回值是 (x, r),其中 x 是根,r 是一个 RootResults 对象。

disp布尔值,可选

如果为 True,则当算法未收敛时引发 RuntimeError。否则,收敛状态会记录在任何 RootResults 返回对象中。

返回值:
root浮点数

fab 之间的根。

rRootResults (如果 full_output = True 则存在)

包含有关收敛信息的对象。特别是,如果例程收敛,则 r.converged 为 True。

另请参阅

fmin, fmin_powell, fmin_cg, fmin_bfgs, fmin_ncg

多元局部优化器

leastsq

非线性最小二乘最小化器

fmin_l_bfgs_b, fmin_tnc, fmin_cobyla

约束多元优化器

basinhopping, differential_evolution, brute

全局优化器

fminbound, brent, golden, bracket

局部标量最小化器

fsolve

N 维求根

brenth, ridder, bisect, newton

1 维求根

fixed_point

标量不动点查找器

备注

f 必须是连续的。f(a) 和 f(b) 必须具有相反的符号。

参考文献

[Brent1973] (1,2,3)

Brent, R. P., 无导数最小化算法。Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1973. 第 3-4 章。

[PressEtal1992]

Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; and Vetterling, W. T. FORTRAN 数值食谱:科学计算的艺术,第 2 版。英国剑桥:剑桥大学出版社,第 352-355 页,1992 年。第 9.3 节:“Van Wijngaarden-Dekker-Brent 方法。”

示例

>>> def f(x):
...     return (x**2 - 1)
>>> from scipy import optimize
>>> root = optimize.brentq(f, -2, 0)
>>> root
-1.0
>>> root = optimize.brentq(f, 0, 2)
>>> root
1.0