Điểm bất động chung của nửa nhóm ánh xạ không giãn

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) một phương pháp lặp xoay vòng giải một lớp bất đẳng thức biến phân trong không gian hilbert (Trang 42 - 46)

Cho C là một tập con lồi, đóng và khác rỗng của không gian Hilbert H. Cải tiến điều kiện của Nakajo K., Takahashi W. trong tài liệu [12], Takahashi W., Takeuchi Y., Kubota R. [15] đã đưa ra điều kiện sau:

Cho {Tn} và T là hai họ ánh xạ không giãn từ C vào chính nó, sao cho F(T) =T∞

n=1F(Tn) 6=∅, ở đây F(Tn) là tập các điểm bất động củaTn và F(T)

là tập điểm bất động chung của họ T. Khi đó, họ {Tn} được gọi là thỏa mãn điều kiện NST (I) ứng với họ T, nếu với mỗi dãy bị chặn {zn} ⊂ C, thỏa mãn

lim

n→∞kzn−Tnznk= 0,

Định nghĩa 2.1. Một họ ánh xạ T = {T(s) : 0 ≤ s < ∞} từ tập con khác rỗng C của không gian Hilbert H vào chính nó được gọi là một nửa nhóm ánh xạ không giãn nếu nó thỏa mãn các điều kiện dưới đây:

i) T(0)x=x với mọi x∈ C;

ii) T(s+t) =T(s)T(t) với mọi s, t ≥0;

iii) kT(s)x−T(s)yk ≤ kx−yk với mọi s≥0 và x, y ∈C;

iv) với mỗi x ∈C, s7→ T(s)x là ánh xạ liên tục theo biến s trên [0,∞). Ta cần bổ đề dưới đây.

Bổ đề 2.1. (xem [12, 11])ChoC là một tập con lồi, đóng và khác rỗng của không

gian Hilbert H. Cho T = {T(s) : 0 ≤ s < ∞} là một nửa nhóm ánh xạ không giãn trên C với F(T)6= ∅. Cho {tn} là một dãy các số thực với 0< tn <∞ thỏa mãn limn→∞tn =∞. Với mỗi n ∈N, xác định ánh xạ Tn từ C vào chính nó bởi

Tnx= 1

tn

Z tn

0

T(s)xds, với mọi x ∈C.

Khi đó, {Tn} thỏa mãn điều kiện NST(I) ứng với T ={T(s) : 0≤ s <∞}.

Ta có định lý hội tụ mạnh dưới đây cho bài toán tìm điểm bất động chung của một họ hữu hạn nửa nhóm ánh xạ không giãn.

Định lý 2.8. Cho C là một tập con lồi, đóng và khác rỗng của không gian Hilbert

thực H. Cho Ti ={Ti(s) : 0≤ s < ∞}, i = 1,2, ..., N, là các nửa nhóm ánh xạ không giãn trên C với S = ∩N

i=1F ix(Ti) =6 ∅. Cho F : C −→ H là một toán tử

k-Lipschitz, η-đơn điệu mạnh và V : C −→ H là một ánh xạ L-Lipschitz. Với bất kỳ x0 ∈ C, 0 < µ < 2η/k2 và 0 ≤ γL < τ với τ = 1−p1−µ(2η −µk2), cho {xn} là một dãy trong C xác định bởi

yn0 = xn,

yni = βi,nyin−1+ (1−βi,n)Ti,nyni−1, i= 1,2, ..., N, xn+1 =PC[αnγV xn+ (I −αnµF)yNn ], n≥ 0,

với Ti,nx = 1

tn

Rtn

0 Ti(s)xds, với mọi i = 1,2, ..., N và x ∈ C, trong đó {αn}

là một dãy số trong (0,1), {βi,n}, i = 1,2, ..., N là các dãy số trong [a, b], với

a, b∈(0,1) và {tn} là một dãy số trong (0,∞) thỏa mãn các điều kiện sau:

i) limn→∞αn = 0, P∞

n=0αn =∞;

ii) P∞

n=0|αn+1−αn| <∞ hoặc limn→∞αn+1/αn = 1;

iii) P∞

n=0|βi,n+1−βi,n|< ∞ với mọi i = 1,2, ..., N;

iv) limn→∞tn =∞ và P∞

n=0

|tn+1−tn|

tn+1 <∞ hoặc limn→∞ |tn+1−tn|

tn+1αn = 0.

Khi đó, dãy {xn} hội tụ mạnh về phần tử x∗ ∈ S là nghiệm duy nhất của bất đẳng thức biến phân VIS(C, µF −γV).

Chứng minh. Ta áp dụng chứng minh của Định lý 2.4 để chứng minh định lý này.

Trước hết, với bất kỳ B ∈ B(C), vìTi,n(s) là ánh xạ không giãn với mọis≥ 0

và mọi i = 1,2, ..., N, nên ta có

K = max

i=1,2,...,N{ sup

s≥0,n≥1,x∈B

{kTi,n(s)xk}}< ∞. Do đó, với mỗi i= 1,2, ..., N, ta nhận được

kTi,nx−Ti,n+1xk=k1 tn Z tn 0 ti,n(s)xds− 1 tn+1 Z tn+1 0 ti,n+1(s)xdsk ≤ |tn+1−tn| tntn+1 k Z tn 0 ti,n(s)xdsk+ 1 tn+1 Z tn+1 tn ti,n+1(s)xdsk ≤2K|tn+1−tn| tn+1 .

Vì vậy, nếu dãy số {tn} thỏa mãn điều kiện P∞

n=0 |tn+1−tn| tn+1 < ∞ hoặc điều kiện limn→∞ |tn+1−tn| tn+1αn = 0, thì ta thu được P∞ n=0DB(Tn, Tn+1) < ∞ hoặc

limn→∞DB(Tn, Tn+1)/αn = 0 với mỗi B ∈ B(C), tương ứng.

Bằng lập luận tương tự như chứng minh của Định lý 2.4, ta có

lim

với mọi i = 1,2, ..., N. Do đó, từ Bổ đề 2.1, ta nhận được

lim

n→∞kxn−Ti(s)xnk= 0, với mọi i = 1,2, ..., N và mọi s ≥0.

Giả sử {xnk} là một dãy con của dãy {xn} sao cho

lim sup

n→∞

h(γV −µF)x∗, xn−x∗i= lim

k→∞h(γV −µF)x∗, xnk −x∗i, (2.27) trong đó x∗ là nghiệm duy nhất của bất đẳng thức biến phân VIS(C, µF −γV). Không mất tổng quát, ta có thể giả sử xnk * z ∈ C. Từ Bổ đề 2.1 và (2.26), ta nhận được z ∈ F ix(Ti(s)) với mọi s ≥0 và i = 1,2, ..., N. Do đó, z ∈S. Vì vậy, từ (2.27), ta có

lim sup

n→∞

h(γV −µF)x∗, xn−x∗i= h(γV −µF)x∗, z−x∗i ≤ 0. (2.28) Phần còn lại của chứng minh được thực hiện như chứng minh của Định lý 2.4.

Chú ý 2.3. Các dãy số αn = 1

n, tn =

n và βi,n = 1

2 thỏa mãn các điều kiện

i)-iv) trong Định lý 2.8. Ta có hệ quả dưới đây:

Hệ quả 2.4. Cho C là một tập con lồi, đóng và khác rỗng của không gian Hilbert

thực H. Cho T = {T(s) : 0 ≤ s < ∞} là một nửa nhóm ánh xạ không giãn trên C với S = F ix(T) =6 ∅. Cho F : C −→ H là một toán tử k-Lipschitz,

η-đơn điệu mạnh và V : C −→H là một ánh xạ L-Lipschitz. Với bất kỳ x0 ∈C,

0 < µ < 2η/k2 và 0 ≤ γL < τ với τ = 1−p 1−µ(2η −µk2), cho {xn} là dãy trong C xác định bởi yn =βnxn+ (1−βn)Tnxn, xn+1 =PC[αnγV xn + (I −αnµF)yn], n≥0, (2.29) với Tnx = 1 tn Rtn

0 T(s)xds, với mọi x ∈ C, trong đó {αn} là một dãy số trong

(0,1), {βn} là một dãy số trong [0, b), với b ∈(0,1) và {tn} là một dãy số trong

i) limn→∞αn = 0, P∞ n=0αn =∞; ii) P∞ n=0|αn+1−αn| <∞ hoặc limn→∞αn+1/αn = 1; iii) P∞ n=0|βn+1−βn| <∞; iv) limn→∞tn =∞ và P∞ n=0 |tn+1−tn| tn+1 <∞ hoặc limn→∞ |tn+1−tn| tn+1αn = 0.

Khi đó, dãy {xn} hội tụ mạnh về phần tử x∗ ∈ S là nghiệm duy nhất của bất đẳng thức biến phân VIS(C, µF −γV).

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) một phương pháp lặp xoay vòng giải một lớp bất đẳng thức biến phân trong không gian hilbert (Trang 42 - 46)