引理1 设在处可微,若非零向量满足不等式,则为在处的一个下降方向。
设为上有阶连续偏导数的实函数,引入记号
(7)
(8)
(9)
(10)
式中,。
构造一个维向量:
(11)
式中,为在处的梯度;为对角阵的和,即
(12)
其中,,(13)
(14)
定理1 若在上存在阶连续偏导数,则由式(11)构造的为在处的一个下降方向。
证明:
(15)
而由式(7)~(11)得,括号中第一项和第三项都是大于零,而第二项又是小于零,则得
由引理知,为在处的一个下降方向。
定理2 若能量函数在上存在阶连续偏导数,则当充分小时,
(16)
式中,,,即能量函数E(W)沿着方向进行迭代的效果要比沿负梯度方向进行迭代的效果要好。免费论文网。
证明:
因为存在阶连续偏导数,故可以将在处展成一阶泰勒公式:
(17)
(18)
式中与是关于的高阶无穷小。将上面二式相减,得:
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