拉格朗日乘子英文解释翻译、拉格朗日乘子的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 lagrange multiplier
【化】 Lagrange multiplier
分词翻译:
拉的英语翻译:
pull; draw; drag in; draught; haul; pluck
【机】 pull; tension; tractive
格的英语翻译:
case; division; metre; square; standard; style
【计】 lattice
朗的英语翻译:
bright; loud and clear
日的英语翻译:
daily; day; run; sun; time
【医】 day; helio-
乘的英语翻译:
multiply; ride; ride on; take; take advantage of
【计】 multiply
子的英语翻译:
【机】 leaven
专业解析
拉格朗日乘子(Lagrange multiplier)是数学优化理论中的核心工具,用于求解带约束条件的极值问题。其汉英对照定义为:在约束条件 ( g(x)=0 ) 下,使目标函数 ( f(x) ) 取得极值的点处,存在标量λ使得梯度满足 (
abla f = lambda
abla g ) 。该乘子λ即为拉格朗日乘子,反映了约束条件对目标函数的边际影响率(来源:Princeton University Press《非线性规划》第2章)。
从几何角度解释,拉格朗日乘子表示目标函数等高线与约束曲面相切时的比例系数。以三维空间为例,当约束曲面 ( g(x,y,z)=0 ) 与目标函数 ( f(x,y,z) ) 的等高面相切时,两曲面的法向量呈比例关系,该比例系数即为λ(来源:MIT OpenCourseWare 18.02SC Multivariable Calculus)。
该方法广泛应用于:
- 经济学中的效用最大化(如预算约束下的消费选择)
- 物理学中的能量最小化问题
- 工程领域的资源最优配置
- 机器学习模型正则化(来源:Stanford University CS229 Lecture Notes)
需注意该方法的适用条件:仅当约束条件满足约束规范(constraint qualification)时成立,特别是在非凸优化中可能存在局限性(来源:Boyd & Vandenberghe《Convex Optimization》第5章)。
网络扩展解释
拉格朗日乘子是优化问题中处理约束条件的核心工具,用于寻找函数在特定约束下的极值。以下从数学原理和几何意义两方面详细解释:
- 数学形式
- 设目标函数为( f(mathbf{x}) ),约束条件为( g(mathbf{x}) = 0 )
- 构造拉格朗日函数:
$$
L(mathbf{x}, lambda) = f(mathbf{x}) - lambda g(mathbf{x})
$$
- 通过求解方程组
$$
begin{cases}
abla_{mathbf{x}} L = 0
g(mathbf{x}) = 0
end{cases}
$$
得到极值候选点,其中(lambda)即为拉格朗日乘子。
- 几何解释
在极值点处,目标函数梯度(
abla f)与约束条件梯度(
abla g)必须共线,即存在标量(lambda)使得:
$$
abla f = lambda
abla g
$$
乘子(lambda)的绝对值表示约束条件对目标函数的影响强度,符号指示方向关系。
应用示例
求( f(x,y)=x+y )在单位圆( x+y=1 )上的最大值:
- 构造拉格朗日函数( L = x+y - lambda(x+y-1) )
- 解得极值点( (frac{sqrt{2}}{2}, frac{sqrt{2}}{2}) )对应(lambda = frac{1}{sqrt{2}} )
- 此时(lambda)反映每放松单位约束时目标函数的最大增幅。
该方法的扩展形式(KKT条件)可处理不等式约束,广泛应用于经济学影子价格分析、工程优化设计等领域。乘子的数值大小直接表征约束条件的资源稀缺性程度。
分类
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