1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Phương pháp lặp xấp xỉ nghiệm bất đẳng thức biến phân trên tập nghiệm của bài toán chấp nhận tách

60 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Phương Pháp Lặp Xấp Xỉ Nghiệm Bất Đẳng Thức Biến Phân Trên Tập Nghiệm Của Bài Toán Chấp Nhận Tách
Tác giả Bũi Thà Thu Huằ
Người hướng dẫn PGS.TS. Nguyễn Thà Thu Thế
Trường học Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Toán ứng dụng và Tin học
Thể loại luận văn
Năm xuất bản 2023
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 60
Dung lượng 1,33 MB

Cấu trúc

  • 1.1 Khổng gian Hilbert thỹc (14)
    • 1.1.1 ành nghắa (14)
    • 1.1.2 Sỹ hºi tử y‚u, hºi tử m⁄nh trong khổng gian Hilbert . 13 (14)
    • 1.1.3 Mºt sŁ t‰nh chĐt cıa khổng gian Hilbert (15)
  • 1.2 ToĂn tò trong khổng gian Hilbert (17)
    • 1.2.1 nh x⁄ khổng giÂn v toĂn tò chi‚u (17)
    • 1.2.2 ToĂn tò tuy‚n t‰nh bà ch°n (21)
    • 1.2.3 ToĂn tò ỡn iằu, toĂn tò liản tửc . . . . . . . . . . . . 21 1.3 B i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn v b i toĂn chĐp nh“n tĂch 22 (22)
    • 1.3.1 B i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn (23)
    • 1.3.2 B i to¡n ch§p nh“n t¡ch (27)
  • Chữỡng 2. Mºt phữỡng phĂp l°p hiằn giÊi bĐt flng thức bi‚n phƠn trản t“p nghiằm cıa b i toĂn chĐp nh“n tĂch 30 (0)
    • 2.1 Ph¡t bi”u b i to¡n (33)
    • 2.2 Phữỡng phĂp tỹ th‰ch nghi giÊi b i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn trản t“p nghiằm cıa b i toĂn chĐp nh“n tĂch (33)
      • 2.2.1 Mổ tÊ phữỡng phĂp (33)
      • 2.2.2 Sỹ hºi tử (35)
    • 2.3 Nghiằm cõ chu'n nhọ nhĐt cıa b i toĂn chĐp nh“n tĂch (43)
  • Chữỡng 3. p dửng v v‰ dử minh hồa 42 (0)
    • 3.1 V‰ dử minh hồa (45)
    • 3.2 p dửng giÊi b i toĂn i•u khi”n tŁi ữu tuy‚n t‰nh (51)
      • 3.2.1 Thu“t to¡n (51)
      • 3.2.2 V‰ dử (53)
    • 1.1 Minh hồa v• ph†p chi‚u mảtric (0)
    • 1.2 Minh hồa thu“t toĂn chi‚u gradient (0)
    • 1.3 Minh hồa thu“t toĂn CQ (0)
    • 1.4 Minh hồa mổ h…nh chửp X-quang (0)
    • 3.1 DĂng iằu cıa dÂy fx g trong V‰ dử k .1 (0)
    • 3.2 DĂng iằu cıa dÂy fx g trong V‰ dử k 3.1.2 (0)

Nội dung

Khổng gian Hilbert thỹc

ành nghắa

ành nghắa 1.1.1 (xem [4]) Khổng gian tuy‚n t‰nh thỹc X ữổc gồi l mºt khổng gian ti•n Hilbert hay cặn gồi l khổng gian cõ t‰ch vổ hữợng, n‚u trản X xĂc ành ữổc mºt h m thỹc hai bi‚n, kỵ hiằu l hx 1 ; x 2 i v ữổc gồi l t‰ch vổ hữợng cıa x 1 v x 2 , n‚u thọa mÂn cĂc i•u kiằn sau:

(ii) vợi mồi x1; x2; x3 2 X; hx1 + x2; x3i = hx1; x3i + hx2; x3i;

(iii) vợi mồi x1; x2 2 X v sŁ thỹc bĐt ký, h x1; x2i = hx 1 ; x 2 i;

(iv) vợi mồi x 2 X; hx; xi 0 v hx; xi = 0 khi v ch¿ khi x = 0. ành nghắa 1.1.2 (xem [4]) (i) N‚u1 h:; :i l mºt t‰ch vổ hữợng trản X th… Ănh x⁄ bi‚n x 2 X th nh hx; xi 2 l mºt chu'n trản X, gồi l chu'n sinh bði t‰ch vổ hữợng, kỵ hiằu l :

(ii) N‚u h:; :i l t‰ch vổ hữợng trản X th… c°p (X,h:; :i) l mºt khổng gian ti•n Hilbert. ành nghắa 1.1.3 (xem [4]) Mºt khổng gian ti•n Hilbert ƒy ı ữổc gồi l khổng gian Hilbert.

Kỵ hiằu khổng gian Hilbert l H.

Sỹ hºi tử y‚u, hºi tử m⁄nh trong khổng gian Hilbert 13

Cho H l mºt khổng gian Hilbert thỹc vợi t‰ch vổ hữợng v chu'n ữổc kỵ hiằu tữỡng ứng l h:; :i v k:k. ành nghắa 1.1.4 (xem [4]) (a) DÂy fx n g trong H ữổc gồi l hºi tử y‚u ‚n phƒn tò x 2 H n‚u vợi mồi y 2 H ta cõ: lim hxn; yi = hx; yi: n!1

(b) DÂy fxng trong H ữổc gồi l hºi tử m⁄nh ‚n phƒn tò x 2 H n‚u lim kxn xk = 0: n!1

(i) xn * x nghắa l dÂy fxng hºi tử y‚u ‚n x;

(ii) xn ! x nghắa l dÂy fxng hºi tử m⁄nh ‚n x.

(iii) ww(xn) = x : 9 xn j * x l t“p w-giợi h⁄n y‚u cıa dÂy fxng.

Nh“n x†t 1.1.5 Trong khổng gian Hilbert thỹc H, n‚u dÂy fx n g hºi tử y‚u ‚n x0 2 H v dÂy fkxnkg hºi tử ‚n kx0k th… dÂy fxng hºi tử m⁄nh x0 2 H Th“t v“y, vợi mồi n, ta cõ kx n x 0 k 2 = hx n kxnk2 x0; xn x0i h x 0 ; x n i h xn; x0i + kx0k2:

Tł gi£ thi‚t, suy ra: lim kxnk2 = kx0k2; n!1 lim hx n ; x 0 i n!1

= kx0k2; lim hx0; xni = kx0k2: n!1

Mºt sŁ t‰nh chĐt cıa khổng gian Hilbert

Mửc n y tr…nh b y mºt sŁ t‰nh chĐt cıa khổng gian Hilbert ữổc sò dửng trong cĂc chứng minh cıa lu“n vôn. ành lỵ 1.1.6 (xem [4]) Cho H l mºt khổng gian Hilbert thỹc Khi õ,

(i) jhx; yij kxk kyk vợi mồi x; y 2 H (bĐt flng thức Cauchy Schwartz);

(ii) kx + yk 2 + kx yk 2 = 2(kxk 2 + kyk 2 ) ( flng thức h…nh b…nh h nh);

(iii) N‚u lim x n = a, lim y n = b th… lim hx n ; y n i = ha; bi. n!1 n!1 n!1 ành lỵ 1.1.7 (xem [4]) Trong khổng gian Hilbert thỹc H ta luổn cõ

(i) kx + yk 2 = kxk 2 + kyk 2 + 2hx; yi vợi mồi x; y 2 H;

(ii) kx yk2 = kxk2 + kyk2 2hx; yi vợi mồi x; y 2 H;

(iii) ktx + (1 t)yk 2 = tkxk 2 + (1 t)kyk 2 t(1 t)kx yk 2 vợi mồi t 2 [0; 1] v mồi x; y 2 H. ành lỵ 1.1.8 (xem [4]) Trong khổng gian Hilbert thỹc H ta luổn cõ flng thức sau kx yk 2 + kx zk 2 = ky zk 2 + 2hx y; x zi; vợi mồi x; y; z 2 H.

Chứng minh Th“t v“y, ta cõ: ky zk 2 + 2hx y; x zi = hy; yi + hz; zi + 2hx; xi 2hx; zi 2hx; yi

= (hx; xi 2hx; yi + hy; yi) + (hx; xi 2hx; zi + hz; zi)

Mºt sŁ t‰nh chĐt sau Ơy ữổc sò dửng trong phƒn chứng minh cĂc ành lỵ hºi tử. ành lỵ 1.1.9 (xem [4]) Trong khổng gian Hilbert thỹc H ta cõ:

2hx; yi = kx + yk 2 k xk 2 k yk 2 = kxk 2 + kyk 2 k x yk 2 ; (1.1) v k x + (1 )yk 2 = kxk 2 + (1 )kyk 2 (1 )kx yk 2 (1.2) vợi mồi x; y 2 H v 2 [0; 1].

BŒ • 1.1.10 (xem [4]) Cho H l mºt khổng gian Hilbert v fxng l mºt dÂy trong H sao cho tỗn t⁄i t“p hổp C H khĂc rỉng thọa mÂn cĂc i•u kiằn:

(i) Tỗn t⁄i giợi h⁄n lim kx n zk vợi mồi z 2 C: n!1

(ii) N‚u dÂy con fx n k g cıa dÂy fx n g thọa mÂn x n k * x, th… x 2 C:

Khi õ, tỗn t⁄i x 2 C sao cho xn * x

ToĂn tò trong khổng gian Hilbert

nh x⁄ khổng giÂn v toĂn tò chi‚u

ành nghắa 1.2.1 (xem [4]) Cho C l mºt t“p con khĂc rỉng cıa khổng gian Hilbert thüc H.

(i) nh x⁄ T : C ! H ữổc gồi l Ănh x⁄ L-liản tửc Lipschitz trản C n‚u tỗn t⁄i h‹ng sŁ L 0 sao cho kT (x) T (y)k Lkx yk;

(ii) Trong (1.3), n‚u L 2 [0; 1) th… T ữổc gồi l ữổc gồi l Ănh x⁄ khổng giÂn.

Cho H l mºt khổng gian Hilbert thỹc, C l mºt t“p lỗi, õng, khĂc rỉng cıa

H Ta x†t h…nh chi‚u cıa mºt phƒn tò x 2 H lản C. ành nghắa 1.2.2 (xem [4]) Cho C l mºt t“p con lỗi, õng, khĂc rỉng trong khổng gian Hilbert thỹc H nh x⁄ PC : H ! C thoÊ mÂn k x P C ( )k = x min z C k x z k

2 ữổc gồi l toĂn tò chi‚u (ph†p chi‚u mảtric) lản C.

H…nh 1.1: Minh hồa v• ph†p chi‚u mảtric ành lỵ 1.2.3 (xem [4]) Cho C l mºt t“p con lỗi õng khĂc rỉng trong khổng gian Hilbert thỹc H Khi õ vợi mồi x 2 H, tỗn t⁄i duy nhĐt phƒn tò y 2

2 i”m y 2 C thọa mÂn (1.4) l h…nh chi‚u cıa x trản C.

Sau Ơy l mºt v i v‰ dử v• toĂn tò chi‚u.

V‰ dử 1.2.4 GiÊ sò a; b 2 R N , a 6= 0 X†t nòa khổng gian C R N v m°t phflng Q R N cho bði

Khi õ toĂn tò chi‚u lản C v Q lƒn lữổt cho bði

V‰ dử 1.2.5 GiÊ sò : R 0 v h…nh cƒu ữổc xĂc ành bði

Khi õ, toĂn tò chi‚u lản D ữổc cho bði

: Mºt sŁ t‰nh chĐt cıa toĂn tò chi‚u lản t“p lỗi, õng, khĂc rỉng C trong khổng gian Hilbert thỹc H ữổc tr…nh b y trong cĂc bŒ • dữợi Ơy.

BŒ • 1.2.6 (xem [4]) Cho PC l toĂn tò chi‚u khổng gian Hilbert thỹc H lản t“p lỗi, õng, khĂc rỉng C cıa H.

(i) kPC (x) PC (y)k kx yk vợi mồi x; y 2 H.

(ii) hx y; PC (x) PC (y)i kPC (x) PC (y)k2 vợi mồi x; y 2 H.

Mằnh • dữợi Ơy cho ta mºt i•u kiằn cƒn v ı ” Ănh x⁄ PC tł H lản

Mằnh • 1.2.7 (xem [4]) Cho C l mºt t“p con lỗi õng cıa khổng gian

Hilbert H Khi õ, i•u kiằn cƒn v ı ” Ănh x⁄ PC : H ! C l ph†p chi‚u mảtric tł H lản C l hx PC (x); PC (x) yi 0 vợi mồi x 2 H v y 2 C: (1.5)

BŒ • 1.2.8 (xem [16]) (i) PC l toĂn tò khổng giÂn.

Kỵ hiằu Fix(T ) l t“p i”m bĐt ºng cıa Ănh x⁄ T , nghắa l :

BŒ • 1.2.9 (xem [16]) GiÊ sò T : C ! H l Ănh x⁄ khổng giÂn vợi C l t“p con lỗi, õng trong khổng gian Hilbert thỹc H Khi õ, Ănh x⁄ I H T l nòa õng trản C; nghắa l , n‚u dÂy fx k g bĐt ký trong C hºi tử y‚u tợi u 2 C v dÂy f(I H T )x k g hºi tử m⁄nh tợi y, suy ra (I H T )u = y.

Tł BŒ • 1.2.9, n‚u xk * u v (IH T )xk ! 0, th… u 2 Fix(T ).

BŒ • 1.2.10 (Maing†, [22]) Cho fskg l tỗn t⁄i mºt dÂy con fs k n g sao cho: dÂy sŁ thỹc khổng giÊm theo nghắa sk n sk n +1 vợi mồi n 0:

XĂc ành dÂy sŁ nguyản sau:

Khi õ (k) ! 1 khi k ! 1 v vợi mồi k k0, ta cõ: max f s (k) ; s k g s (k)+1 :

BŒ • 1.2.11 (xem [27]) Cho fskg l dÂy khổng Ơm thọa mÂn i•u kiằn sau: sk+1 (1 bk)sk + bkck; k 0; vợi fbkg v fckg l cĂc dÂy sŁ thỹc thọa mÂn:

ToĂn tò tuy‚n t‰nh bà ch°n

ành nghắa 1.2.12 (xem [4]) Cho hai khổng gian tuy‚n t‰nh X v Y trản

R nh x⁄ A : X ! Y ữổc gồi l Ănh x⁄ tuy‚n t‰nh (hay toĂn tò tuy‚n t‰nh) n‚u

(ii) A( x) = Ax vợi mồi x; y 2 X v mồi 2 R.

Hay A( x + y) = A(x) + A(y) vợi mồi x; y 2 X v mồi ; 2 R. ành nghắa 1.2.13 (xem [4]) (a) ToĂn tò tuy‚n t‰nh A tł khổng gian ành chu'n X v o khổng gian ành chu'n Y ữổc gồi l bà ch°n n‚u tỗn t⁄i mºt h‹ng sŁ M > 0 sao cho kAxk Mkxk; 8x 2 C: (1.6)

(b) H‹ng sŁ M > 0 nhọ nhĐt thọa mÂn (1.6) ữổc gồi l chu'n cıa toĂn tò

V‰ dử 1.2.14 Cho toĂn tò tuy‚n t‰nh A : R 2 ! R 2 xĂc ành bði

Ax = (2x1 + x2; x1 2x2) vợi mồi x = (x1; x2) 2 R 2 l toĂn tò tuy‚n t‰nh bà ch°n Bði v…: kAxk = p

5(x 1 2 + x 2 2 )(2x 1 + x 2 ) 2 + (x 1 2x 2 ) 2 5Suy ra kAk = p 5. ành nghắa 1.2.15 (xem [4]) Cho A l mºt toĂn tò tuy‚n t‰nh bà ch°n trong khổng gian Hilbert thỹc H ToĂn tò liản hổp A : H ! H cıa toĂn tò A ữổc xĂc ành bði hAx; yi = hx; A yi:

V‰ dử 1.2.16 Cho A : R 2 ! R 2 l toĂn tò tuy‚n t‰nh bà ch°n xĂc ành bði Ax

= (2x 1 + x 2 ; x 1 2x 2 ) vợi mồi x = (x 1 ; x 2 ) 2 R 2 Gồi A l toĂn tò liản hổp cıa A.

= h(x1; x2); (2y1 + y2; y1 2y2)i = hx; A yi; 8y 2 R 2 :V… A = A nản A l toĂn tò tỹ liản hổp.

ToĂn tò ỡn iằu, toĂn tò liản tửc 21 1.3 B i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn v b i toĂn chĐp nh“n tĂch 22

ành nghắa 1.2.17 (xem [20]) Cho H l mºt khổng gian Hilbert thỹc, C l mºt t“p con lỗi, õng, khĂc rỉng cıa H nh x⁄ T : C ! H ữổc gồi l : (i) nh x⁄ - ỡn iằu m⁄nh trản H n‚u tỗn t⁄i h‹ng sŁ > 0 sao cho: hT (x) T (y); x yi kx yk 2 8x; y 2 H;

(ii) nh x⁄ ỡn iằu m⁄nh ngữổc (ISM) trản H vợi hằ sŁ > 0 (hay - ỡn iằu m⁄nh ngữổc trản H) n‚u: hT (x) T (y); x yi kT (x) T (y)k 2 8x; y 2 H: ành nghắa 1.2.18 (xem [20]) Cho H l mºt khổng gian Hilbert thỹc, C l mºt t“p con lỗi, õng, khĂc rỉng cıa H nh x⁄ T : C ! H ữổc gồi l :

(i) nh x⁄ ỡn iằu trản H n‚u: hT (x) T (y); x yi 0 8x; y 2 H;

(ii) nh x⁄ giÊ ỡn iằu trản H n‚u: hT (x); y xi 0 =) hT (y); y xi 0 8x; y 2 H:

MŁi liản hằ giœa Ănh x⁄ ỡn iằu m⁄nh ngữổc vợi Ănh x⁄ khổng giÂn ữổc nảu trong bŒ • dữợi Ơy.

BŒ • 1.2.19 (xem [14]) Cho F : C ! H l Ănh x⁄ - ỡn iằu m⁄nh ngữổc trản C v > 0 thọa mÂn i•u kiằn 0 < 2 XĂc ành Ănh x⁄ T : C ! C bði:

T x = PC I H F x vợi mồi x 2 C: (1.7) Khi õ, T l Ănh x⁄ khổng giÂn trản C.

1.3 B i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn v b i toĂn chĐp nh“n t¡ch

B i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn

Cho H l mºt khổng gian Hilbert thỹc vợi t‰ch vổ hữợng h ; i v chu'n k k Cho l mºt t“p con l ỗi, õng, khĂc rỉng cıa H v Ănh x⁄ F : ! H, thữớng gồi l Ănh x⁄ giĂ B i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn (Variational

Inequality Problem) trong khổng gian Hilbert thỹc H vợi Ănh x⁄ F v t“p r ng buºc , vi‚t t›t l VIP(F; ), ữổc phĂt bi”u nhữ sau:

T…m x 2 sao cho hF (x ); x x i 0 vợi mồi x 2 : (VIP)T“p nghiằm cıa b i toĂn (VIP) ữổc kỵ hiằu l Sol(F; ) Sỹ tỗn t⁄i v t‰nh duy nhĐt nghiằm cıa b i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn VIP(F; ) phử thuºc v o t‰nh ch§t cıa ¡nh x⁄ gi¡ F v t“p r ng buºc

Sỹ tỗn t⁄i duy nhĐt nghiằm cıa b i toĂn VIP(F; ) ữổc nảu trong bŒ

• dữợi Ơy. ành lỵ 1.3.1 (xem [20]) Cho l mºt t“p con khĂc rỉng, lỗi, õng cıa khổng gian Hilbert thỹc H N‚u F : ! H l Ănh x⁄ - ỡn iằu m⁄nh v L-liản tửc Lipschitz trản th… b i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn VIP(F; ) cõ nghiằm duy nh§t.

Mºt trong cĂc thu“t toĂn l°p ỡn giÊn nhĐt ” giÊi t…m nghiằm b i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn l thu“t toĂn chi‚u gradient — bữợc l°p thứ k thỹc hiằn t

‰nh x k+1 = P C (IF )x k vợi cù bữợc > 0 v PC l ph†p chi‚u mảtric lản t“p C, ữổc minh hồa nhữ H…nh 1.2.

H…nh 1.2: Minh hồa thu“t toĂn chi‚u gradient.

Sau õ, Korpelevich ữa ra phữỡng phĂp ⁄o h m tông cữớng v o nôm 1976,

2 R 4 : p dửng Thu“t toĂn 2.2.2 cho V‰ dử 3.1.2 vợi cĂc ƒu v o thọa mÂn i•u kiằn trong Thu“t to¡n 2.2.2.

Chồn cĂc tham sŁ thọa mÂn: Vợi k = p k 1 +2 , k = 1000, k = 0:6, k= 0:5, x 0 = ( 1; 3; 1; 2) > 2 R 4 , i•u kiằn dłng cıa dÂy l°p kx k x k err, chồn sai sŁ err = 10 5 ta thu ữổc BÊng 3.1. k x 1 k x 2 k x 3 k x 4 k kx k x k

BÊng 3.1: K‚t quÊ sŁ cho V‰ dử 3.1.1 vợi k = p 1 k+2

Sau thới gian thỹc thi l 0.0125s ta nh“n ữổc nghiằm xĐp x¿: x (190) = ( 0:000003; 0:000008; 0:000003; 0:000005) > :

BƠy giớ ta t‰nh toĂn vợi cĂc dÂy tham sŁ ƒu v o k khĂc nhau, i•u kiằn dłng dÂy l°p kx k+1 x k 10 5 K‚t quÊ trong bÊng dữợi Ơy ữổc t‰nh toĂn vợi c¡c x§p x¿ ban ƒu x 0 kh¡c nhau. x 0 = ( 1; 3; 1; 2) > x 0 = (11; 30; 15; 20) >

Thới gian (s) SŁ vặng l°p ( k ) Thới gian (s) SŁ vặng l°p ( k ) k = 1 0.030731 441 0.031486 644

BÊng 3.2: BÊng k‚t quÊ cho v‰ dử 3.1.1 vợi cĂc tham sŁ ƒu v o khĂc nhau.

H…nh 3.1: DĂng iằu cıa dÂy fx k g trong V‰ dử 3.1.1

V‰ dử 3.1.2 BƠy giớ, chúng ta x†t mºt v‰ dử trong khổng gian Hilbert vổ h⁄n chi•u X†t H1 = H2 = L 2 [0; 1] vợi t‰ch vổ hữợng hx; yi = R 0 1 x(t)y(t) dt v chu'n kxk = 1 2 (t) dt 1=2 2 [0; 1] Chóng ta x†t b i to¡n

0 x vợi mồi x; y 2 L L 2 [0; 1], Q L 2 [0; 1] v toĂn tò tuy‚n t‰nh bà c¡c t“p C

(SFP) trong â R ch°n A : L 2 [0; 1] ! L 2 [0; 1] ữổc ành nghắa nhữ sau:

X†t trữớng hổp °c biằt khi Ănh x⁄ co T l3 Ănh x⁄ khổng, do õ b i toĂn trð th nh b i toĂn t…m nghiằm cõ chu'n nhọ nhĐt cıa b i toĂn chĐp nh“n t¡ch (SFP) \ A x(t) = t 3 3 2 = C

Ta thĐy t“p nghiằm cıa b i toĂn (SFP):

1 Q l khĂc rỉng v… Trong v‰ dử n y ta x†t h m sai sŁ

Chồn cĂc tham sŁ ƒu v o:

1 k= k + 4 ; k = 0:5; k = 0:75; k = 1000 vợi mồi k 1 K‚t quÊ t‰nh toĂn cıa Thu“t toĂn 2.3.1 vợi i”m b›t ƒu x 1 (t) cos(20t) qua cĂc lƒn l°p ữổc th” hiằn trong bÊng dữợi Ơy:

5000 1:23259 10 9 0.07088 BÊng 3.3: BÊng k‚t quÊ cho v‰ dử 3.1.2 vợi cĂc lƒn l°p khĂc nhau.

K‚t quÊ t‰nh toĂn cıa Thu“t toĂn 2.3.1 vợi i”m b›t ƒu x 1 (t) = cos(20t), cĂc tham sŁ khĂc giœ nguyản v sai sŁ (k) < err cho trữợc ữổc th” hiằn trong bÊng dữợi Ơy: err (k) SŁ vặng l°p ( k ) Thới gian (s)

BÊng 3.4: BÊng k‚t quÊ cho v‰ dử 3.1.2 vợi sai sŁ khĂc nhau.

BƠy giớ ta xem sỹ hºi tử cıa Thu“t toĂn 2.3.1 vợi dÂy tham sŁ f k g khĂc nhau v sai sŁ cho trữợc (k) < 10 6 l i•u kiằn dłng: x 1 (t) = cos(20t) Thới gian (s) SŁ vặng l°p ( k ) k = 1 0.37197 5458

BÊng 3.5: BÊng k‚t quÊ cho v‰ dử 3.1.2 vợi cĂc dÂy tham sŁ k khĂc nhau.

H…nh 3.2: DĂng iằu cıa dÂy fx k g trong V‰ dử 3.1.2

Nh“n x†t 3.1.3 Tł V‰ dử 3.1.2 v cĂc BÊng t‰nh toĂn ta cõ th” thĐy r‹ng, vợi xĐp x¿ ban ƒu x 0 v cĂc dÂy k, k (0; 1) , k (0; 1) v k(0; K); K > 0 th… dÂy l°p x k+1 ữổc xĂc ành bði Thu“t toĂn 2.3.1 hºi tử m⁄nh ‚n nghiằm cõ chu'n nhọ nh§t cıa b i to¡n ch§p nh“n t¡ch Khi ta thay Œi d¢y tham sŁ f k g s‡ £nh hữðng ‚n sŁ lƒn l°p ” ⁄t ữổc nghiằm xĐp x¿ cıa b i toĂn vợi sai sŁ cho trữợc.

p dửng giÊi b i toĂn i•u khi”n tŁi ữu tuy‚n t‰nh

Trong phƒn n y, tĂc giÊ Ăp dửng thu“t toĂn • xuĐt ” giÊi b i toĂn chĐp nh“n tĂch xuĐt phĂt tł b i toĂn i•u khi”n tŁi ữu ỗng thới, tĂc giÊ cụng thỹc hiằn mºt sŁ so sĂnh giœa Thu“t toĂn 2.3.1 vợi Thu“t toĂn 2.22 ữổc • xuĐt bði Ph⁄m

Cho Ai v Bi, i = 0; 1; : : : ; N 1, lƒn lữổt l cĂc ma tr“n thỹc k‰ch thữợc n n and n m X†t b i to¡n i•u khi”n tŁi ÷u tuy‚n t‰nh ríi r⁄c câ d⁄ng

>> trong õ i m > 1; v n l cĂc t“p con lỗi õng lƒn

C R Q R lữổt mổ tÊ r ng buºc i•u khi”n v r ng buºc tr⁄ng thĂi.

F := [F0;F1;:::;FN 1]; trong â F i := A N A N 1 : : : A i+2 B i+1 ; i = 0; 1; : : : ; N 2; F N 1 = B N , v ành nghắa t“p C := C 0 C 1 C N 1 R m R m R m °t u := (u 0 ; u 1 ; : : : ; u N 1 ) l vector c¡c i•u khi”n ui; i = 0; 1; : : : ; N 1, v kuk 2 := N 1 2 Khi â, b i to¡n (3.1) trð th nh b i to¡n ch§p nh“n i=0 kuik t¡ch (S FP): P

Theo thu“t toĂn 2.3.1 v (2.22), chồn u 0 2 R N m tuý ỵ v giÊ sò t…m ữổc u k XĐp x¿ ti‚p theo cho b i toĂn (3.1) ữổc xĂc ành nhữ sau

: v u k+1 = (1 k)P C u k + k F > P Q Fu k trong â PCu = PC 0 u0; PC 1 u1; : : : ; PC N 1 uN 1 v Fu =

Ta x†t b i to¡n i•u khi”n tŁi ÷u sau:

P N 1 F i=0 i u i sinh (1) nghiằm cho b i toĂn n y, ta ti‚n h nh rới r⁄c hõa b i toĂn b‹ng cĂch chia o⁄n

(0,1) th nh N phƒn vợi cù lữợi h = 1=N, v xĐp x¿ x(ti) x i+1 x i , ta ữổc h b i toĂn (3.1), vợi Ai+1 = 1 + h; Bi+1 = h; Fi = h(1 + h) N i 1 ; Ci = [ 1; 1]; i = 0; 1; : : : ; N 1, v Q=[1 ; 1 + ], trong õ chồn = 10 6 T‰nh toĂn ch¿ ra r‹ng d¢y l°p fu k g sinh bði thu“t to¡n (3.2) l mºt x§p x¿ ı tŁt cho i•u khi”n tŁi ữu uopt(t) = sinh (1) e t t⁄i cĂc i”m lữợi ti = ih; i = 0; 1; : : : ; N 1. Th“t v“y, ành nghắa h m sai sŁ xĐp x¿ "(k) := ( i N =0 1 (u i k uopt(ti)) 2 ) 1=2 , chồn 1 ; v : : k ta thu ữổc k‚t quÊ sau k = k+1 k , k = 0 4 vợi mồi 0, P k = 4850 vặng l°p, sai sŁ "(k) = 0:00547 n‚u N = 10 3 v k= 10 12 vợi mồi k 0, cĂc k‚t quÊ n y phũ hổp vợi sai sŁ O(h).

B¥y gií, chóng ta so s¡nh Thu“t to¡n (3.2) cıa t¡c gi£ v Thu“t to¡n (3.3) cıa Ph⁄m Ký Anh v cºng sỹ vợi h = 10 3 , ta chồn cĂc tham sŁ nhữ sau:

• Thu“t toĂn (3.2): dÂy tham sŁ k = k+1 1 ; k = 0:9; k = 0:4; k = 10 12 vợi mồi k 0

• Thu“t toĂn (3.3): dÂy tham sŁ k = k+1 1 , k = 0.9, vợi mỉi vợi mồi k 0, v ta thu ữổc k‚t quÊ t‰nh ữổc tr…nh b y trong bÊng sau "(k) < 0:006

Thới gian (s) SŁ vặng l°p ( k ) Thới gian (s) SŁ vặng l°p ( k )

BÊng 3.6: BÊng k‚t quÊ cho v‰ dử 3.2.2 vợi cĂc tham sŁ ƒu v o khĂc nhau.

Nh“n x†t 3.2.1 Trong trữớng hổp n y, ta cõ th” thĐy r‹ng Thu“t toĂn (3.2) hiằu quÊ hỡn Thu“t toĂn (3.3) cıa Ph⁄m Ký Anh v cºng sỹ [5] cÊ v• m°t sŁ vặng l°p cụng nhữ thới gian t‰nh toĂn.

Lu“n vôn ⁄t ữổc mửc tiảu • ra

Nghiản cứu phữỡng phĂp l°p giÊi b i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn trản t“p nghiằm cıa b i toĂn chĐp nh“n tĂch trong khổng gian Hilbert thỹc; ữa ra t

‰nh toĂn v‰ dử minh hồa v Ăp dửng giÊi b i toĂn i•u khi”n tŁi ữu tuy‚n t

Lu“n vôn tr…nh b y phữỡng phĂp l°p giÊi b i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn trản t“p nghiằm cıa b i toĂn chĐp nh“n tĂch trong khổng gian Hilbert thỹc, cũng mºt sŁ Ăp dửng trong trữớng hổp °c biằt Cử th”:

1: Giợi thiằu v• b i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn, b i toĂn chĐp nh“n tĂch trong khổng gian Hilbert, tr…nh b y mºt sŁ ki‚n thức cỡ bÊn v• khổng gian Hilbert thỹc cũng mºt sŁ toĂn tò trong khổng gian n y.

2: Tr…nh b y phữỡng phĂp l°p hiằn xĐp x¿ nghiằm cho b i toĂn bĐt flng thức bi‚n phƠn trản t“p nghiằm cıa b i toĂn chĐp nh“n tĂch v sỹ hºi tử m⁄nh cıa phữỡng phĂp • xuĐt mºt phữỡng phĂp l°p t…m nghiằm cõ chu'n nhọ nhĐt cıa b i toĂn chĐp nh“n tĂch trong khổng gian Hilbert thüc.

3: ữa ra v‰ dử minh hồa cho sỹ hºi tử cıa phữỡng phĂp giÊi b i toĂn v Ăp dửng giÊi b i toĂn i•u khi”n tŁi ữu tuy‚n t‰nh.

[1] Ph⁄m Ký Anh, Trƒn ức Long, H m thỹc v GiÊi t‰ch h m, Nh xuĐt bÊn ⁄i hồc QuŁc gia H Nºi, 2001.

[2] Nguy„n Thà B⁄ch Kim, Gi¡o tr…nh C¡c ph÷ìng ph¡p tŁi ÷u, Nh xu§t bÊn ⁄i hồc BĂch khoa H Nºi, 2008.

[3] Trƒn Vụ Thiằu, Nguy„n Thà Thu Thıy, GiĂo tr…nh TŁi ữu phi tuy‚n,

Nh xuĐt bÊn ⁄i hồc QuŁc gia H Nºi, 2011.

[4] Ho ng Tửy, H m thỹc v GiÊi t‰ch h m, Nh xuĐt bÊn ⁄i hồc QuŁc gia H Nºi, 2018.

[5] P K Anh, T V Anh, L D Muu, On bilevel split pseudomonotone vari-ational inequality problems with applications , Acta Mathematica Viet-namica, (42), pp 413 429, 2017.

[6] C Byrne, "Iterative oblique projection onto convex sets and the split feasibility problem", Inverse Problems, (18)(2), pp 441 453, 2002.

[7] C Byrne, "A unified treatment of some iterative algorithms in signal processing and image reconstruction", Inverse Problems, (18), pp.

[8] C Baiocchi, A Capelo, Variational and Quasivariational Inequalities, Applications to Free Boundary Problems, J Wiley, New York, 1984.

[9] Biao Qu, Binghua Liu (2018), The Split Feasibility Problem and Its So-lution Algorithm, Mathematical Problems in Engineering, 2018.

[10] Y Censor, T Elfving, N Kopf, T Bortfeld, "The multiple-sets split feasibility problem and its application", Inverse Problems, (21), pp.

[11] Y Censor, T Bortfeld, B Martin, A Trofimov, "A unified approach for inversion problems in intensity-modulated radiation therapy", Phys. Med Biol., (51), pp 2353 2365, 2006.

[12] Y Censor, A Gibali, S Reich, "The Subgradient Extragradient Method for Solving Variational Inequalities in Hilbert Space",Numer. Algorithms, (148), pp 318 335, 2011.

[13] Y Censor, T Elfving, "A multi projection algorithm using Bregman projections in a product space", Numer Algorithms, (8)(2-4), pp 221

[14] Y Censor, A Gibali, S Reich, "Algorithms for the split variational in- equality problem", Numer Algorithms, (59), pp 301 323, 2012.

[15] S Dafermos, "Traffic equilibrium and variational inequalities", Trans- portation Science, (14), pp 42 54, 1980.

[16] K Goebel, W.A Kirk, Topics in Metric Fixed Point Theory, Cambridge Stud Adv Math 28 Cambridge: Cambridge University Press, 1990.

[17] B.T.T Hue, A New Iterative Method for Solving the Variational

Inequality Problem in Hilbert Spaces, Manuscript, 2023.

[18] D Kinderlehrer, G Stampacchia, An Introduction to Variational Inequal- ities and Their Applications, Academic Press, New York, 1980.

[19] R Kraikaew, Satit Saejung "The Subgradient Extragradient Method for Solving Variational Inequalities in Hilbert Space", Journal of Optimiza-tion Theory and Applications, 163, pp 399 412, 2014.

[20] I.V Konnov, E Laitinen, Theory and Applications of Variational In- equalities, Preprint, Department of Mathematical Sciences, 2002.

[21] J.L Lions, G Stampacchia, "Variational inequalities", Comm Pure Appl Math., (20), pp 493 519, 1967.

[22] P.E Maing†, "Strong convergence of projected subgradient methods for nonsmooth and nonstrictly convex minimization", Set-Valued Anal, (16), pp 899 912, 2008.

[23] A Nagurney, Network Economics: A Variational Inequality Approach, Kluwer Academic Publishers, Boston, 1993.

[24] M Pappalardo, M Passacantando, "Stability for equilibrium problems from variational inequalities to dynamical systems", J Optim Theory Appl., (113), pp 567 582, 2002.

[25] G Stampacchia, "Formes bilin†aires coercitives sur les ensembles con-vexes", C R Acad Sci Paris, (258), pp 4413 4416, 1964.

Ngày đăng: 04/06/2023, 13:07

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w