Yksitoikkoinen operaattori

On matematiikka , joka on monotoninen operaattori on monitoiminen väliin prehilbertian tilojen , tai yleisemmin, joka Banach tilaa sen topologinen kaksi , joka on ominaisuus yksitoikkoisuus että me määritämme määritelmissä alla. Kun tämä operaattori on reaalimuuttujan "yksinkertainen" todellinen funktio , tämä yksitoikkoisuusominaisuus tarkoittaa tämän funktion kasvun (ei välttämättä tiukkaa) olettamista. Kun tämä operaattori on lineaarinen kartta (ei välttämättä itse liittynyt), tämä yksitoikkoisuusominaisuus tarkoittaa oletusta kartan puolimääritetystä positiivisuudesta .

Yksitoikkoisten operaattoreiden joukosta on tarpeen erottaa ne, jotka voidaan luokitella maksimaalisiksi yksitoikkoisiksi . Niillä on maksimaalinen ominaisuus, joka ilmaistaan ​​graafin sisällyttämisenä ja joka antaa heille merkittäviä ominaisuuksia. Siten monotoninen operaattori , toiminnallinen sisällyttäminen

jossa on joukko, sillä on korkeintaan yksi ratkaisu , kun taas jos se on maksimaalisesti yksitoikkoinen, tällä osuudella on yksi ja ainoa ratkaisu.

Esimerkkejä.

Monitoimilaite

Antaa ja olla kaksi sarjaa. Moniarvoiseksi , tai monitoiminen, on sovellus kaikissa osissa . Hänen kaavio, toimialallaan sen kuvan ja sen vastavuoroisia arvioija vastaavasti , , ja .

Jos on vektori tila, joukko sen osien luonnollisesti perii ulkoinen lain ja lisäyksenä ( Minkowskin: n summa ), joka puolestaan perii joukon multifunctions ja vuonna .

Yksitoikkoinen operaattori

Antaa olla prehilbertin tila, jonka skalaarinen tulo on huomioitu, ja siihen liittyvä normi .

Monotoniset operaattorit  -  Monitoimilaitteen sanotaan olevan:

Välittömät ominaisuudet  -  Antaa olla yksitoikkoinen operaattori.

  1. If on positiivinen todellinen ja , on yksitoikkoinen.
  2. on yksitoikkoinen.
  3. Jos se on yksitoikkoinen, niin se on yksitoikkoinen.

Voimme ilmaista monotonisuusominaisuuden käyttämällä vain normia, joka liittyy . Operaattoreiden, jotka tarkistavat tämän ominaisuuden vakioidulla tilassa, sanotaan olevan kasvava .

Yksitoikkoisuus ja täsmällisyys  -  Monitoiminnossa seuraavat ominaisuudet vastaavat:

  1. on yksitoikkoinen,
  2. on accretive, toisin sanoen: kaikesta , kaikesta ja kaikesta meillä on

Accretivity-ominaisuuden avulla näemme, että jos se on yksitoikkoista, sisällyttäminen

on enintään yksi ratkaisu . Sillä maksimaalinen monotoninen operaattorit , tämä osallisuus on yksi ja vain yksi ratkaisu.

Suurin yksitoikkoinen operaattori

Määritelmä

Suurin yksitoikkoinen operaattori  -  Sanomme, että operaattori on suurin yksitoikkoinen, jos se on yksitoikkoinen ja jos ei ole yksitoikkoista operaattoria, joka on ehdottomasti sisällytetty . Toinen tapa ilmaista monotonisen operaattorin maksimi on seuraava

Tämän implikaation tulos on siis se , joka voidaan joskus tulkita inkluusioratkaisun olemassaolon seurauksena ( annetaan ja on löydettävä ). Pidentää huomautus valmistettu edellä, jos yksitoikkoisuus ja merkitsee ainutlaatuisuus liuosta sisällyttämisen

maximality monotonisen operaattori mahdollistaa ilmenee, että ratkaisu tähän osallisuutta.

Välittömät ominaisuudet  -  Jos on suurin monotoninen operaattori, niin

Kahden monotonisen operaattorin enimmäismäärän katso tästä vaikeesta aiheesta omistettu osio .

Esimerkkejä

Ominaisuudet

Tässä on joitain erittäin hyödyllisiä kuvauksia käyttäjän maksimaalisesta yksitoikkoisuudesta. Merkitsemme identiteettioperaattoria.

Karakterisointi  -  Antaa olla Hilbert-avaruus ja operaattori. Seuraavat ominaisuudet vastaavat:

  1. on suurin yksitoikkoinen,
  2. on yksitoikkoista ja ,
  3. kaikesta huolimatta, se ei ole laaja ja .

Huomaa, että laaja-alainen operaattori on välttämättä yksiselitteinen . Omaisuus vastaa sanomista, että kaikesta , (se on yksittäinen) tai jopa siitä, että sisällytys

on yksi (ja vain yksi) ratkaisu .

Resolventtiyhtälöt maksimaalisesta monotoninen operaattori on seuraavat ei-laaja (siis yksiselitteiset) kartta

Resolventti on määritelty kokonaisuutena. Lisäksi, jos esitämme yksiselitteisen operaattorin , meillä on

seuraavaa vastaava omaisuus

Tämä ominaisuus ilmaisee resolventin vankan laajuuden .

Kahden maksimimonotonisen operaattorin summa

Jos kahden monotonisen operaattorin summa on monotoninen operaattori, kahden maksimaalisen monotonisen operaattorin summa ei välttämättä ole suurin monotoninen operaattori , jo pelkästään siksi, että heidän toimialueensa leikkauspiste voi olla tyhjä (jolloin niiden summan toimialue on tyhjä) . Meillä on seuraava tulos, joka merkitsee osan sisäosaa , sen vahvaa tarttuvuutta ja sanotaan olevan paikallisesti rajattu, jos on olemassa naapurustoa , jonka kuva on rajoitettu.

Summa kahden suurimman monotonista toimijat  -  Antaa refleksiivinen Banach avaruus ja , kaksi enintään monotoninen toimijoille, jotka täyttävät yhden seuraavista kahdesta vastaavat ehdot:

  1. ,
  2. on olemassa kohta , joka on paikallisesti rajattu.

Sitten on suurin yksitoikkoinen.

Monotoninen osallisuuden päätöslauselma

Antaa olla suurin yksitoikkoinen operaattori. Tässä osassa kuvataan joitain algoritmeja monotonisen osallisuuden ratkaisemiseksi .

Kyse on löytää sellainen, että joukko on sisältää null elementti. Kuvaukset ovat lyhyitä ja viittaavat vastaaville algoritmeille omistettuihin artikkeleihin.

Läheinen algoritmi

Katso

Douglas-Rachford-algoritmi

Tämä on algoritmi, joka sopii nollan löytämiseen kahden maksimimonotonisen operaattorin summasta ja . Siksi etsimme sellaista

Algoritmi sopii hyvin tapaukseen, jossa proksimaalisen pistettä ja on tietyn pisteen voidaan laskea helposti.

Douglas-Rachford-algoritmi  -  Annamme itsellemme ensimmäisen iteraation ja skalaarin . Algoritmi määrittelee iterointisarjan , kunnes pysäytystesti on tyydyttävä. Se menee ja seuraavien vaiheiden kautta:

  1. ,
  2. ,
  3. , missä .

Osoitamme, että tämän algoritmin muodostama sekvenssi lähenee heikosti pistettä kohti , jos sillä on nolla ja vaimentimet ovat sellaisia, että

tässä tapauksessa on nolla .

Antaa olla Banach-tila ja sen topologinen kaksoiskappale . Sillä ja asetamme:

.

Operaattorin (ei välttämättä lineaarinen) ja in sanotaan olevan monotoninen , jos:

.

Liitteet

Huomautuksia ja viitteitä

  1. Tämä tulos johtuu GJ Minty (1964), jos on topologinen vektori tilaa ja on kupera, äärellinen ja jatkuva. Se johtuu RT Rockafellarista (1966, 1970b), kun se on Banach-tila ja on kupera, puhdas ja puoliksi jatkuva alapuolella.
  2. Ehdotus 2.1 julkaisussa Brézis (1973) .
  3. enintään yksitoikkoisuus osa-ero asianmukaisen suljetun kupera toiminta johtuu Minty (1964) ja Moreau (1965).
  4. Rockafellar (1970) on osoittanut operaattorin maksimaalisen monotonisuuden, jota käytetään vaihteluerojen ongelman määrittelemiseen.
  5. Se, että resolventti on määritelty kaikkialla ja on yksiselitteinen, juontaa juurensa ainakin Mintyyn (1962).
  6. Katso lause 1, Rockafellar (1970).
  7. Algoritmi on esitetty Douglasin ja Rachfordin (1956) artikkelissa.
  8. Brezis 1966 .

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Bibliografia

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">