Математика

Шаг Ньютона двух переменных по Гессе

Вычисляет новое приближение стационарной точки по двум компонентам градиента и симметричному Гессиану.

∑быстрый расчёт
онлайн
Введите данные
Данные не отправляются на сервер
Результат
Новое x1
Новое y2
Изменение x1
Изменение y2
Формула

Как считается результат

Для поиска ∇f=0 ньютоновский шаг решает HΔ=−g, затем новое z=z+Δ. Симметричная матрица Гессе 2×2 обращается аналитически при ненулевом определителе; смешанная производная связывает изменения двух переменных.
Пример с тестовыми данными

Текущее x: 0; Текущее y: 0; Компонента градиента по x: -2; Компонента градиента по y: -4; Гессиан H₁₁: 2; Гессиан H₁₂=H₂₁: 0; Гессиан H₂₂: 2

Новое x: 1; Новое y: 2; Изменение x: 1; Изменение y: 2
О расчёте

Как пользоваться
калькулятором

Вычисляет новое приближение стационарной точки по двум компонентам градиента и симметричному Гессиану.

Для поиска ∇f=0 ньютоновский шаг решает HΔ=−g, затем новое z=z+Δ. Симметричная матрица Гессе 2×2 обращается аналитически при ненулевом определителе; смешанная производная связывает изменения двух переменных.

  1. 01
    Подготовьте данные

    Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: текущее x; текущее y; компонента градиента по x; компонента градиента по y; гессиан h₁₁; гессиан h₁₂=h₂₁; гессиан h₂₂.

  2. 02
    Проверьте единицы и условия

    Один полный шаг без демпфирования, ограничений и поиска длины шага. Производные должны относиться к одному текущему положению; почти вырожденный Гессиан усиливает погрешности. Результат не подтверждает минимум или сходимость и может соответствовать седловой точке.

  3. 03
    Прочитайте результат

    На невырожденной квадратичной функции точные производные приводят к её стационарной точке за один шаг. Для произвольной функции шаг может увеличить значение, особенно при неопределённом Гессиане.

Подробное объяснение

Как читать результат

Расшифровка показателей, пример вычисления и ограничения метода — без лишних терминов.

01

Что означают результаты

На невырожденной квадратичной функции точные производные приводят к её стационарной точке за один шаг. Для произвольной функции шаг может увеличить значение, особенно при неопределённом Гессиане.

02

Когда модель применима

Один полный шаг без демпфирования, ограничений и поиска длины шага. Производные должны относиться к одному текущему положению; почти вырожденный Гессиан усиливает погрешности. Результат не подтверждает минимум или сходимость и может соответствовать седловой точке.

Разбор по шагам

Пример расчёта

Пример 1
Исходные данные
Текущее x: 0; Текущее y: 0; Компонента градиента по x: -2; Компонента градиента по y: -4; Гессиан H₁₁: 2; Гессиан H₁₂=H₂₁: 0; Гессиан H₂₂: 2
Вычисление
Для поиска ∇f=0 ньютоновский шаг решает HΔ=−g, затем новое z=z+Δ. Симметричная матрица Гессе 2×2 обращается аналитически при ненулевом определителе; смешанная производная связывает изменения двух переменных. Новое x: (0)-(((2) × (-2)-(0) × (-4)) ÷ ((2) × (2)-(0)^2)) = 1. Новое y: (0)-(((2) × (-4)-(0) × (-2)) ÷ ((2) × (2)-(0)^2)) = 2. Изменение x: -(((2) × (-2)-(0) × (-4)) ÷ ((2) × (2)-(0)^2)) = 1. Изменение y: -(((2) × (-4)-(0) × (-2)) ÷ ((2) × (2)-(0)^2)) = 2.
Результат
Новое x: 1; Новое y: 2; Изменение x: 1; Изменение y: 2

На невырожденной квадратичной функции точные производные приводят к её стационарной точке за один шаг. Для произвольной функции шаг может увеличить значение, особенно при неопределённом Гессиане.

Пример 2
Исходные данные
Текущее x: 0; Текущее y: 0; Компонента градиента по x: -2; Компонента градиента по y: -4; Гессиан H₁₁: 2; Гессиан H₁₂=H₂₁: 1; Гессиан H₂₂: 2
Вычисление
Новое x: (0)-(((2) × (-2)-(1) × (-4)) ÷ ((2) × (2)-(1)^2)) = 0. Новое y: (0)-(((2) × (-4)-(1) × (-2)) ÷ ((2) × (2)-(1)^2)) = 2. Изменение x: -(((2) × (-2)-(1) × (-4)) ÷ ((2) × (2)-(1)^2)) = 0. Изменение y: -(((2) × (-4)-(1) × (-2)) ÷ ((2) × (2)-(1)^2)) = 2.
Результат
Новое x: 0; Новое y: 2; Изменение x: 0; Изменение y: 2

Этот вариант использует другие исходные данные: Гессиан H₁₂=H₂₁ — 1. На невырожденной квадратичной функции точные производные приводят к её стационарной точке за один шаг. Для произвольной функции шаг может увеличить значение, особенно при неопределённом Гессиане.

Формула и обозначения

Для поиска ∇f=0 ньютоновский шаг решает HΔ=−g, затем новое z=z+Δ. Симметричная матрица Гессе 2×2 обращается аналитически при ненулевом определителе; смешанная производная связывает изменения двух переменных.

x — текущее x.

y — текущее y.

gradientx — компонента градиента по x.

gradienty — компонента градиента по y.

first — гессиан h₁₁.

cross — гессиан h₁₂=h₂₁.

last — гессиан h₂₂.

Практическое применение

Вычисляет новое приближение стационарной точки по двум компонентам градиента и симметричному Гессиану. Для поиска ∇f=0 ньютоновский шаг решает HΔ=−g, затем новое z=z+Δ. Симметричная матрица Гессе 2×2 обращается аналитически при ненулевом определителе; смешанная производная связывает изменения двух переменных.

На невырожденной квадратичной функции точные производные приводят к её стационарной точке за один шаг. Для произвольной функции шаг может увеличить значение, особенно при неопределённом Гессиане.

Частые ошибки

Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: текущее x; текущее y; компонента градиента по x; компонента градиента по y; гессиан h₁₁; гессиан h₁₂=h₂₁; гессиан h₂₂.

Один полный шаг без демпфирования, ограничений и поиска длины шага. Производные должны относиться к одному текущему положению; почти вырожденный Гессиан усиливает погрешности. Результат не подтверждает минимум или сходимость и может соответствовать седловой точке.

Источники и допущения

Основание расчёта

Метод, правило или ставка сверены с указанным источником. Последняя проверка этой реализации: 2026-09-30.

Stanford Boyd, Vandenberghe: метод Ньютона в выпуклой оптимизации ↗
Коротко о главном

Вопросы
и ответы

Что показывает «новое x»?+

На невырожденной квадратичной функции точные производные приводят к её стационарной точке за один шаг. Для произвольной функции шаг может увеличить значение, особенно при неопределённом Гессиане.

Как проверить расчёт на конкретном примере?+

Текущее x: 0; Текущее y: 0; Компонента градиента по x: -2; Компонента градиента по y: -4; Гессиан H₁₁: 2; Гессиан H₁₂=H₂₁: 0; Гессиан H₂₂: 2. Новое x: 1; Новое y: 2; Изменение x: 1; Изменение y: 2. Для поиска ∇f=0 ньютоновский шаг решает HΔ=−g, затем новое z=z+Δ. Симметричная матрица Гессе 2×2 обращается аналитически при ненулевом определителе; смешанная производная связывает изменения двух переменных.

Какие ограничения есть у метода?+

Один полный шаг без демпфирования, ограничений и поиска длины шага. Производные должны относиться к одному текущему положению; почти вырожденный Гессиан усиливает погрешности. Результат не подтверждает минимум или сходимость и может соответствовать седловой точке.

Можно ли изменить исходные данные и сравнить варианты?+

Да. На невырожденной квадратичной функции точные производные приводят к её стационарной точке за один шаг. Для произвольной функции шаг может увеличить значение, особенно при неопределённом Гессиане. Сравнивайте варианты в одинаковых единицах и при неизменных допущениях: Один полный шаг без демпфирования, ограничений и поиска длины шага. Производные должны относиться к одному текущему положению; почти вырожденный Гессиан усиливает погрешности. Результат не подтверждает минимум или сходимость и может соответствовать седловой точке.