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Hilbert空间中一类广义的Ishikawa迭代及其在变分不等式中的应用

2018-07-05赵世莲

西华师范大学学报(自然科学版) 2018年2期

王 涛,郭 科,赵世莲

(西华师范大学 数学与信息学院,四川 南充 637009)

0 引 言

H指的是一个具有内积〈.,.〉和范数‖·‖的实Hilbert空间,T:H→H,T的不动点集为

我们称T是一个压缩映射,若存在0<α<1有

‖Tx-Ty‖≤α‖x-y‖, ∀x,y∈H,

称T:H→H是非扩张映射,若

‖Tx-Ty‖≤‖x-y‖, ∀x,y∈H。

在这篇文章中,我们的目的是找到定义在H上的映射T的不动点。该问题的相关研究结果有很多,特别地,由压缩映像原理[1]可知,当T为压缩映射时,给定某个x1∈H,考虑迭代

xn+1=Txn∀n=1,2,…,

此时,{xn}n∈N弱收敛于T的不动点。

由于T是压缩映射这一条件较难满足,因此,对于T为非扩张映射的情形,文献[2-3]提出了Krasnoselskii-Mann迭代。任意给定x1∈H,存在某个适当的λ∈[0,1],递推关系为

xn+1=(1-λ)xn+λTxn, ∀n=1,2,…,

之后,Reich[4]在此基础上将λ变成λn∈[0,1],提出了更为一般的迭代

xn+1=(1-λn)xn+λnTxn, ∀n=1,2,…,

并且,在下述两个条件成立的情况下,{xn}n∈N弱收敛到T的一个不动点,

最近,Christian Kanzow和他的合作者共同提出了一种广义的Krasnoselskii-Mann迭代[5],其迭代格式如下:

xn+1=αnxn+βnTxn, ∀n=1,2,…,

其中{αn},{βn}是[0,1]上的实序列且满足αn+βn≤1,∀n=1,2,…。如果以下两个条件成立,则通过该迭代产生的序列{xn}弱收敛到T的不动点:

而Shiro-Ishikawa[6]在Krasnoselskii-Mann之后获得了一种形式上更具一般性,应用上具有更强的适应性[7]的迭代,该迭代过程为

xn+1=(1-αn)xn+αnT[(1-βn)xn+βnTxn], ∀n=1,2,…,

其中{αn}和{βn}均属于[0,1]。显然 ,当βn≡0时,Ishikawa迭代就为Krasnoselskii-Mann迭代。所以,我们借助文献[5]的思想,提出如下广义的Ishikawa迭代,该迭代过程为

xn+1=αnxn+βnT(snxn+tnTxn), ∀n=1,2,…,

其中{αn},{βn},{sn},{tn}是[0,1]上的实序列,并且αn+βn1,sn+tn1。在适当的条件下,我们证明了该算法弱收敛到T的一个不动点。

本文的第二部分给出相关的定义和定理。而第三部分给出了本文的主要结果,并对算法收敛性进行了证明。在第四部分,将本文提出的广义Ishikawa迭代算法应用到了求解变分不等式问题。

1 预备知识

在本部分,我们首先给出一些收敛性证明需要用到的基本知识。……

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