一类非线性变分不等式解的强收敛定理
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变分不等式问题和半压缩映射有限簇的强收敛定理
房萌凯;高兴慧;郭玥蓉;王永杰
【期刊名称】《贵州大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】在Hilbert空间中,首先,构造了一种新的平行迭代方法用于逼近伪单调变分不等式的解集和半压缩映射有限簇的公共不动点集的公共元;其次,在适当假设条件下,证明了该算法生成的迭代序列的强收敛性;最后,给出具体的数值实验检验了所提出算法的有效性。
【总页数】6页(P31-36)
【作者】房萌凯;高兴慧;郭玥蓉;王永杰
【作者单位】延安大学数学与计算机科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】O177.91
【相关文献】
1.Banach空间中Browder-Petryshyn型严格半伪压缩映射的强收敛定理
2.广义渐近(ψ)-半压缩映射的强收敛定理
3.Banach空间中一个有限簇渐进非扩张映射的强收敛定理
4.Hilbert空间中平衡问题变分不等式问题和可数族k-严格伪压缩映像的强收敛定理
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一类非线性积分微分方程初值问题收敛性的进一步结果王培光;杨凯愉;秦俊红【摘要】研究了一类非线性积分微分方程初值问题.通过应用比较原理和拟线性方法,对所构造的单调迭代序列,证明了逼近解序列的k(k≥2)阶收敛性.所得结论发展了已有文献的结果.【期刊名称】《河北大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】5页(P449-453)【关键词】积分微分方程;单调迭代;拟线性化方法;快速收敛【作者】王培光;杨凯愉;秦俊红【作者单位】河北大学数学与信息科学学院,河北保定 071002;河北大学数学与信息科学学院,河北保定 071002;河北大学数学与信息科学学院,河北保定 071002【正文语种】中文【中图分类】O175.121 预备知识近年来,积分微分方程解的定性稳定性及其应用问题引起了许多研究学者的关注,见文献[1-3]. 利用上下解方法加上单调迭代技术, 已有关于积分微分方程极值解的存在性和迭代序列一致收敛的相关结果,研究成果见文献[4-8]及其引用的相关文献.注意到现有结果多为积分微分方程边值问题的结果. 在实际问题中,解的收敛速度问题在理论和应用方面都有重要的作用. 拟线性方法[9]是得到各类方程解的快速收敛的有效方法之一. 本文讨论一类积分微分方程初值问题,通过构造单调迭代序列,并运用拟线性方法,证明了解的k(k≥2)阶收敛性. 所得结论发展了文献[10]的平方收敛结果.考虑下列一类一阶积分微分方程初值问题(1)其中T>0,A和B为非负常数.定义1 称函数α(t)∈C1(J,R)为初值问题(1)的下解, 如果不等式(2)成立.(2)如果上述不等式反号成立, 则称其为问题(1)的上解.为证明本文的主要结果, 引入如下引理[10].引理1 假设H1)f∈C(J×R,R),K∈C(J×J×R,R),K(t,s,u)关于u单调非减,(t,s)∈J×J;H2)α(t)、β(t)∈C1(J×R)分别为问题(1)的下上解,并且f(t,u)-f(t,v)≤ε1(u-v),K(t,s,u)-K(t,s,v)≤ε2(u-v),u≥v,ε1>0,ε2>0为常数.则α(t)≤β(t),t∈J.引理2 假设α(t)、β(t)分别为问题(1)的下上解, 并且α(t)≤β(t),t∈J,则问题(1)存在解u(t). 如果α(t0)≤u(t0)≤β(t0),则有α(t)≤u(t)≤β(t).2 主要结果运用拟线性化方法,证明逐次逼近序列的高阶收敛性.定理1 假设下列条件成立A1)α(t),β(t)∈C1(J,R)分别是初值问题(1)的下解和上解,并且α(t)≤β(t);A2)偏导数存在,连续,并且其中L≥0为常数,i=0,1,…,k,k>1,(t,u)∈Ω={(t,u):α(t)≤β(t),t∈J};A3)偏导数存在, 连续, 并且(3)其中p>0、M>0为常数,i=0,1,…,k,k>1,(t,s)∈J×J.则存在单调序列{wn(t)}一致收敛于问题(1)的解,并且为k阶收敛.证明由条件A2)—A3),可知式(1)有解w(t)存在,且α(t)≤w(t)≤β(t)成立.为了构造单调序列{wn(t)},首先设α(t)≤v≤u≤β(t),t∈J,则(4)(5)其中ξ∈[v,u].由A2)和A3)可知存在,连续,并且式(3)成立. 因此,可定义辅助函数(6)(7)由式(6)和式(7),有g(t,u,v)≤f(t,u),g(t,u,u)=f(t,u),t∈J,u,v∈Ω,(8)K*(t,s,u,v)≤K(t,s,u), K*(t,s,u,u)=K(t,s,u).(9)由式(9)可知,K*(t,s,u,v)关于u是单调非减的,(t,s,v)∈J×J×R.令α=w0,考虑下列初值问题(10)由式(8)、式(9)及A1),有以及即w0(t)和β(t)分别为问题(10)的下上解. 由引理1和引理2可知,问题(10)存在解w1(t),并且w0(t)≤w1(t)≤β(t),t∈J.其次考虑下列初值问题(11)同理由式(8)、式(9)及A1),有以及即w1(t)和β(t)分别为式问题(10)的下上解. 再由引理2可知,问题(11)存在解w2(t),并且w1(t)≤w2(t)≤β(t),t∈J.重复上述过程,可以得到单调序列{wn(t)},满足w0(t)≤w1(t)≤…≤wn(t)≤β(t),t∈J,其中wn(t)满足下列初值问题(12)其中φn(t)=Ag(t,wn(t),wn-1(t))+BK*(t,s,wn(s),wn-1(s))ds.注意到g、K*连续, 并且α(t)≤wn(t)≤β(t),t∈J,可知{φn(t)}有界,并且Af(t,w(t))+BK(t,s,w(s))ds,因此可得wn(t)=φn(s)ds+u0.(13)进一步,由{wn(t)}单调非减有界,可知{wn(t)}一致收敛. 令对上式两边取极限,得(14)即w(t)为问题(1)的解.最后证明序列{wn(t)}的k阶收敛性.令en(t)=w(t)-wn(t),an(t)=wn+1(t)-wn(t),n=1,2,…,(15)于是g(t,wn+1(t),wn(t))-BK(t,s,wn+1(s),wn(s))ds,en+1(t0)=0.由式(4)-(7),有其中由A2)、A3)可知,存在N>0,N1>0,使得并且|pn(t)|≤N2,|qn(t)-Ml(en,an)|≤N3,其中N2>0、N3>0是常数. 注意到有(16)其中(17)因此,由引理1,有en+1(t)≤h(t),其中h(t)为下列初值问题的解(18)其中A1=AN+L,B2=BN1. 进一步,令Q(t)=h(s)ds,Q(t0)=0,Q′(t0)=0,(19)则式(19)可转化为(20)由式(17)、式(20),利用参数变异法[11],可解得(21)因此(22)即其中‖·‖为通常意义下的范数. 由此可知结论成立.参考文献:【相关文献】[1] 郭大钧,孙经先. 非线性积分方程[M].济南:山东科学技术出版社,1989.[2] LAKSHMIKANTHAM V, RAMA MOHANA RAO M. Theory of integro differential equations[M].Switzerland: Gordon and Breach Science Publishers, 1995.[3] CORDUNEANU C. Integral equations and applications[M]. Cambridge:Cambridge University Press, 1991.[4] 张石生. 关于一类随机积分微分方程解的存在性定理[J].四川大学学报(自然科学版),1984(1):1-8.[5] SUN J X, ZHAO Z Q. Extremal solutions of initial value problem for integro-differential equations of mixed type in Banach spaces[J]. Ann Diff Eqs, 1992(8): 469-475.[6] WANG G T, ZHANG L H, SONG G X. Integral boundary value problems for first order integro-differential equations with deviating arguments[J]. J Comput Appl Math,2009(225): 602-611. DOI:10.1016/j.cam.2008.08.030.[7] KHOSROW MALEKNEJAD, IRAJ NAJAFI KHALILSARAYE, MAHDIEH ALIZADEH. On the solution of the integro-differential equation with an integral boundary condition[J]. Numer Algor, 2014(65): 355-374. DOI: 10.1007/s11075-013-9709-8.[8] LIU Z H, LIANG J T. A class of boundary value problems for first-order impulsive integro-differential equations with deviating arguments[J]. Journal of Computational and Applied Mathematics, 2013(237): 477-486. DOI:10.1016/j.cam.2012.06.018.[9] LAKSHMIKANTHAM V, VATSALA A S. Generalized quasilinearization for nonlinear problems[M]. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998.[10] BASHIR AHMAD. A quasilinearization method for a class of integro-differential equations with mixed nonlinearities[J]. Nonlinear Anal Real Wolrd Appl, 2006(7): 997-1004. DOI: 10.1016/j.nonrwa.2005.09.003.[11] DEO S G, LAKSHMIKANTHAM V. Method of variation of parameters for dynamic systems[M].New York:Gordon and Breach Science Publishers, 1998.。