Метод Фибоначчи
Ме́тод Фибона́ччи, разновидность одномерного поиска экстремума функции путём последовательного сужения интервала неопределённости. Единственное ограничение, налагаемое на исследуемую функцию– требование строгой унимодальности на заданном интервале.
При последовательном сужении значения вычисляются (или замеряются) в заранее ограниченном числе пробных точек. В результате получается последовательность сужающихся интервалов неопределённости, содержащих искомый экстремум:Чтобы сузить интервал неопределённости для произвольной строго унимодальной функции, нужно знать не менее двух её пробных значений. В метод Фибоначчи внутри каждого текущего интервала неопределённости подбираются ровно две пробные точки симметрично от середины интервала. Далее, от одной из пробных точек отбрасывается конец интервала с наихудшими значениями . Получается , где в дополнение к оставшейся старой пробной точке симметрично строится новая. Отсюда для длин интерваловследует рекуррентное уравнение(Помимо прочего выше предполагалось, что выполнено условие перекрывания .)
Решение уравнения при условии даётгде – числа Фибоначчи.
Точка экстремума .
В простейшем варианте метод Фибоначчи (когда предполагается, что пробные точки и пробные значения определяются абсолютно точно), чтобы сузить исходный интервал неопределённости с до , надо взять число пробных точек из неравенства . С учётом поправок на точность определения значений функции вышеприведённая оценка несколько усложняется.
Существует пределЭто даёт основание ввести метод золотого сечения – такой вариант метода Фибоначчи, где , то есть пробные точки осуществляют золотое сечение текущего интервала. Преимущество последнего метода заключается в том, что число пробных точек заранее не планируется.
Разработаны модификации метода Фибоначчи для нефинитных функций, для сокращения вычислений при равенстве в двух пробных точках, для повышения устойчивости счёта и др.
Метод Фибоначчи значительно превосходит по эффективности дихотомию (см. в статье Метод половинного деления). Однако для оптимизации дифференцируемых функций метод Фибоначчи малоцелесообразен (см. в статьях Метод спуска, Максимизация и минимизация функций).