鞍点介绍

鞍点介绍鞍点定义 一个不是局部最小值的驻点 一阶导数为 0 的点 称为鞍点 直观上看 目标函数在该点上的梯度 一阶导数 值为 0 但从改点出发的一个方向 x 或 y 方向 是函数的极大值点 而在另一个方向 y 或 x 方向 是函数的极小值点

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鞍点定义

一个不是局部最小值的驻点(一阶导数为0的点)称为鞍点。

直观上看:目标函数在该点上的梯度(一阶导数)值为 0, 但从改点出发的一个方向(x或y方向)是函数的极大值点,而在另一个方向(y或x方向)是函数的极小值点。

从公式来说就是

f(x,y^*) \leq f(x^*,y^*) \leq f(x^*,y)
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鞍点充分条件 

判断鞍点的一个充分条件是:函数在一阶导数为零处(驻点)的黑塞矩阵为不定矩阵。

不定矩阵

半正定矩阵: 所有特征值为非负。

半负定矩阵:所有特征值为非正。

不定矩阵:特征值有正有负。

例子

下面对函数 z^2 = x^2-y^2 的驻点(0,0)判断是否为鞍点。函数图像如下

 该函数在驻点(0,0,0)处的 Hessian 矩阵形式为\begin{bmatrix} 2 & 0\\ 0 & -2 \end{bmatrix},容易解出特征值一个为2,一个为-2(有正有负),显然是不定矩阵,所以该点是鞍点

参考

【最优化】鞍点介绍 - 知乎 (zhihu.com)

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