Bài toán xấp xỉ hữu hạn chiều

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) tốc độ hội tụ của hiệu chỉnh tikhonov cho bài toán đặt không chỉnh phi tuyến với toán tử nhiễu đơn điện​ (Trang 33 - 36)

Ta xét bài toán xấp xỉ hữu hạn chiều:

Ahn(xnα τ) +α(xnα τ−xn∗) = fδn (2.13) với Ahn =Pn∗AhPn, xn∗=Pnx∗ và fδn=Pnfδ. Ta thấyAhn là toán tử đơn điệu và liên tục, đồng thời phương trình (2.13) có duy nhất nghiệm xnα τ với mỗi α >0 vàτ = (h,δ)>0. Đồng thời dãy nghiệmxnα τ hội tụ tớixτ

α-nghiệm của (2.2) khi

n→∞.

Định lý 2.2.1. Vớiα >0tùy ý và fδ ∈H, dãy{xnα τ}hội tụ đến

α-nghiệm của

Chứng minh. Thật vậy, chox∈H là một phần tử tùy ý; f =Ah(x)và

Ah(xα) +α(xα−x∗) = f.

Từ dãy {xnα}, trong đóxnα là nghiệm của (2.13) với fn =Pαf thay vì fn

δ, hội tụ đến xα thì:

∀ε >0 ∃n0: n>n0 kxnα−xk<ε2.

Mặt khác, vì Ah đơn điệu, nên Ah(x) = f chỉ có nghiệm x. Thêm nữa, vì {xα} hội tụ tớix khiα →0, nên

∃α1>0, ∀α : 0<α <α1, kxα−xk< ε

2. Cuối cùng ta có:

kPnx−xk ≤ kxnα−xk ≤ kxαn −xk+kxα−xk<ε.

Định lý 2.2.2. Giả sử các điều kiện sau thỏa mãn:

(i) Ah là khả vi Fréchet trong một lân cận của điểmx0;

(ii) Tồn tại một hằng số L>0 thỏa mãn

A0h(x0)−A0h(z)≤L| kx0−zk, z∈S(x0,τ);

(iii) Tham số hiệu chỉnh được chọn α =α(n,δ,h) sao cho khiα →0,

(γhnk(I−Pn)x0k+Lk(I−Pn)x0k2)/2)/α →0

vớih →0,δ →0 n→∞, trong đóγhn được xác định bởi

γhn = (I−Pn)A0h∗(x0)

Khi đó, dãyxnα τ hội tụ tớix0. Chứng minh. Từ (2.13) ta có Ahn(xnα τ)−Ahn(xn0) +α(xnα τ−xn0) = fδn−Ahn(xn0) +α(xn∗−x0), (2.14) ở đây xn0=Pnx0.

Tác động 2 vế của đẳng thức trên với xnα τ−xn0, ta thu được

αkxnα τ−xn0k2≤(c2h+δ+kPnAh(x0)−PnAhn(xn0)k)kxα τn −xn0k +αhxn0−xn∗,xn0−xnα τi, c2>0. Vì Ah(Pnx0) =Ah(x0) +A0h(x0)(Pnx0−x0) +τhn với kτhnk ≤(Lk(I−Pn)x0k2)/2 ta suy ra αkxnα τ−xn0k2 ≤(c2h+δ +γhnk(I−Pn)(x0)k +Lk(I−Pn)x0k2/2) +kxnα τ−xn0k +αhxn0−xn∗,xn0−xnα τi. (2.15)

Từ đây suy ra tính bị chặn của dãy xnα τ. Không làm mất tính tổng quát, giả sử

xnα τ *x1 khiτ,α →0 vàn→∞. Từ (2.13),

Bởi vì

kAn(xnα τ)− f0nk ≤ kAn(xnα τ)−Ahn(xnα τ)k+kAhn(xnα τ)− f0nk ≤chkxnα τk+kAhn(xnα τ)− f0nk.

nên

A0n(xnα τ)→ f0. Bây giờ từ tính đơn điệu củaAn kéo theo

hAn(xn)−An(xnα τ),xn−xnα τi ≥0, ∀x∈H, xn=Pnx. Từ đây cùng tính chất của Pnta nhận được

hA(xn)−An(xα τn ),xn−xnα τi ≥0. VìAliên tục nên

hA(x)− f0,x−x1i ≥0, ∀x∈H.

Do đó, x1∈S0. Ta cũng suy ra rằng với mỗiα >0 và τ ≥0, dãy xnα τ hội tụ tới

α khin→∞và dãyxτ

α hội tụ tới x0 khiτ/α và α →0. Do đó, x1=x0. Sự hội tụ mạnh của dãy xnα τ tới x0 được suy ra từ (2.15), tính chất lồi và đóng của tập

S0.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) tốc độ hội tụ của hiệu chỉnh tikhonov cho bài toán đặt không chỉnh phi tuyến với toán tử nhiễu đơn điện​ (Trang 33 - 36)