一类不可微二次规划逆问题

本文求解了一类二次规划的逆问题,具体为目标函数是矩阵谱范数与向量无穷范数之和的最小化问题.首先将该问题转化为目标函数可分离变量的凸优化问题,提出用G-ADMM法求解.并结合奇异值阈值算法,Moreau-Yosida正则化算法,matlab优化工具箱的quadprog函数来精确求解相应的子问题.而对于其中一个子问题的精确求解过程中发现其仍是目标函数可分离变量的凸优化问题,由于其变量都是矩阵,所以采用适合多个矩阵变量的交替方向法求解,通过引入新的变量,使其每个子问题的解都具有显示表达式.最后给出采用的G-ADMM法求解本文问题的数值实验.数据表明,本文所采用的方法能够高效快速地解决该二次规划逆问题.     

一类单调变分不等式的非精确交替方向法

交替方向法适合于求解大规模问题.该文对于一类变分不等式提出了一种新的交替方向法.在每步迭代计算中,新方法提出了易于计算的子问题,该子问题由强单调的线性变分不等式和良态的非线性方程系统构成.基于子问题的精确求解,该文证明了算法的收敛性.进一步,又提出了一类非精确交替方向法,每步迭代计算只需非精确求解子问题.在一定的非精确条件下,算法的收敛性得以证明.     

核范数和谱范数下广义Sylvester方程最小二乘问题的有效算法

本文从数值角度讨论Schatten q-范数下的广义Sylvester方程约束最小二乘问题min x∈s‖N∑i=1A_iXB_i—C‖_q,其中S为闭凸约束集合,Schatten q-范数定义为‖M‖_q~q=∑_(i=1)~nσ_i~q(M),其中σ_i(M)为M∈R~(n×n)的奇异值.该问题的几类特殊情形在图像处理、控制论等领域有广泛的应用.q=2即Frobenius范数下该问题已被充分研究,故本文着重讨论q=1,+∞,即核范数和谱范数下该问题的数值求解.采用的数值方法是非精确标准容易执行的部分非精确交替方向法,并结合奇异值阈值算法,Moreau-Yosida正则化算法,谱投影算法和LSQR算法等求解相应子问题.给出算法的收敛性证明,并用数值算例验证其高效可行性.     

非线性对流扩散问题的交替方向差分流线扩散法

1引言Peaceman,Douglas等人于1955年提出了差分格式的交替方向法。随后,Douglas,Dupont于1972年又提出了有限元格式的交替方向法[1]。其基本思想是:对两个或三个空间变量的二阶抛物型和双曲型问题,将交替方向法与Galerkin方法相结合,通过算子分裂技术,把高维问题转化为一系列低维问题,交替地沿各空间变量的方向求解。[2]、[3]和[4]给出了对更一般扩散问题(带对流项的抛物方程)的数值求解和误差分析。     

修正的SQP型并行变量分配算法

Ferris 和Mangasarian 提出求解最优化问题的PVD(并行变量分配)算法, 此算法是把变量分为主要变量和辅助变量, 分配到p个处理机上, 每个处理机除了负责更新本处理机的主要变量外, 同时还沿着给定的方向更新辅助变量, 使算法的鲁棒性和灵活性得到了很大的提高. 该文基于文献[6]提出一种修正的SQP型PVD算法, 构造其搜索方向是下降方向和可行方向的组合, 并对此方向给予一个高阶修正, 使此算法很好地防止 Maratos 效应发生, 而且能够克服在求解子问题时出现约束不相容的情况. 在合适的条件下, 推导出此算法具有全局收敛性.     

解可分离结构变分不等式的一种新的交替方向法

交替方向法是求解可分离结构变分不等式问题的经典方法之一, 它将一个大型的变分不等式问题分解成若干个小规模的变分不等式问题进行迭代求解. 但每步迭代过程中求解的子问题仍然摆脱不了求解变分不等式子问题的瓶颈. 从数值计算上来说, 求解一个变分不等式并不是一件容易的事情.因此, 本文提出一种新的交替方向法, 每步迭代只需要求解一个变分不等式子问题和一个强单调的非线性方程组子问题. 相对变分不等式问题而言, 我们更容易、且有更多的有效算法求解一个非线性方程组问题. 在与经典的交替方向法相同的假设条件下, 我们证明了新算法的全局收敛性. 进一步的数值试验也验证了新算法的有效性.     

一个用次最优化方法解线性约束凸规划的超线性收敛算法

对于带有线性约束的非线性规划的求解问题已有很多算法.其中文献[1,2]将变尺度法分别与既约梯度法、投影梯度法结合,在一定的假设条件下给出了两种超线性收敛的算法;文献[3]处理了退化问题.Zangwill 提出了用求某些流形上的次最优来求解原线性约束凸规划的方法,即将原规划问题的求解问题转化为一系列的求解线性等式约束的子问题,以图最后找到原问题的最优解所在的流形并解之.这种做法使问题变得简单有其实用价值.文献[5]给出了 Zangwill 算法的改进,讨论了退化问题,但[5]总是假定可     

两个谱共轭梯度法的全局收敛性及数值效果

谱共轭梯度法是求解无约束优化的一种有效算法.该文首先对JJSL共轭参数[Jiang et al.Computational and Applied Mathematics,2021,40（174）]进行投影修正,再通过选取合适谱参数以保证其搜索方向有下降性,从而得到两个有效的谱共轭梯度法.一般假设下,分别使用常规非精确线搜索计算步长,获得这两个新算法的全局收敛性.数值试验结果以及相应性能图进一步说明其数值有效性.     

基于对偶的不精确交替方向乘子法求解核范数正则化最小二乘问题

数据时代的所有事物都可以用数据描述记录.在数据分析中,对部分缺失数据补充,即矩阵补全问题.此类问题已有一定的研究,如通过求解核范数正则化最小二乘问题来达到所需效果.该文从对偶问题出发,使用交替方向乘子法(ADMM)来求解.在一定假设条件下,讨论了不精确对偶交替方向乘子法(dADMM)的全局收敛性.数值试验中,通过与原问题交替方向乘子法(pADMM)进行比较,验证了该算法的优越性.     

一类自适应广义交替方向乘子法

广义交替方向乘子法是求解凸优化问题的有效算法.当实际问题中子问题难以求解时,可以采用在子问题中添加邻近项的方法处理,邻近矩阵正定时,算法收敛,然而这也会使迭代步长较小.最新研究表明,邻近矩阵可以有一定的不正定性.本文在基于不定邻近项的广义交替方向乘子法框架下,提出一种自适应的广义交替方向乘子法,动态地选择邻近矩阵,增大迭代步长.在一些较弱的假设下,证明了算法的全局收敛性.我们进行一些初等数值实验,验证了算法的有效性.     

一类新型BMO空间

引进了弱型有界平均震荡函数空间WBMO_q,1q∞,它是类似于弱型勒贝格空间L~(q,∞)所对应的BMO空间.证明了‖·‖*(BMO范数)与‖·‖_(WBMO_q)之间的等价特征刻画.作为应用,对于p∈(1,∞)和1/q=1/p-α/n,交换子[b,I_α]是从Lp到L~(q,∞)的有界算子,当且仅当局部可积函数b属于BMO空间,其中I_α表示分数次积分算子.另外,还引进以及学习了弱型的中心有界平均震荡空间W_q.     

矩阵Frobenius范数不等式

1 引言与引理 矩阵范数与矩阵奇异值问题是数值代数的重要课题,并在矩阵扰动分析,数值计算等分支中起着重要作用.国内外学者对此已作了大量研究.     

A Bishop–Phelps–Bollobás Theorem for Asplund Operators

By characterizing Asplund operators through Fréchet differentiability property of convex functions, we show the following Bishop–Phelps–Bollobás theorem: Suppose that X is a Banach space,T : X → C(K) is an Asplund operator with ║T║= 1, and that x_0 ∈ S_X, 0 ε satisfy ║T(x_0)║ 1-ε~2/2.Then there exist x_ε∈ S_X and an Asplund operator S : X → C(K) of norm one so that ║S(x_ε)║ = 1, x_0-x_ε ε and ║T-S║ ε.Making use of this theorem, we further show a dual version of Bishop–Phelps–Bollobás property for a strong Radon–Nikodym operator T : ?_1 → Y of norm one: Suppose that y_0~*∈ S_(Y~*), ε≥ 0 satisfy T~*(y_0~*) 1-ε~2/2. Then there exist y_ε~*∈ S_(Y~*), x_ε∈(±e_n), y_ε∈ S_Y, and a strong Radon–Nikodym operator S : ?_1 → Y of norm one so that (ⅰ)║S(x_ε)║= 1;(ⅱ) S(x_ε) = y_ε;(ⅲ)║T-S║ ε;(ⅳ)║S~*(y_ε~*)║=y_ε~*, y_ε= 1;(ⅴ)║y_0~*-y_ε~*║ ε and (ⅵ)║T~*-S~*║ ε,where(e_n) denotes the standard unit vector basis of ?_1.     

CHEBYSHEV WEIGHTED NORM LEAST-SQUARES SPECTRAL METHODS FOR THE ELLIPTIC PROBLEM

We develop and analyze a first-order system least-squares spectral method for the second-order elhptic boundary value problem with variable coefficients. We first analyze the Chebyshev weighted norm least-squares functional defined by the sum of the Lw^2- and Hw^-1- norm of the residual equations and then we eplace the negative norm by the discrete negative norm and analyze the discrete Chebyshev weighted least-squares method. The spectral convergence is derived for the proposed method. We also present various numerical experiments. The Legendre weighted least-squares method can be easily developed by following this paper.     

非自治时滞微分方程的扰动全局吸引性*

考虑具有扰动项的非自治时滞微分方程x>(t)=-a(t)x(t-τ)+F(t,x_t),t≥0(*)其中F:[0,∞)×C[-δ,0]→R且连续,C[-δ,0]表示将[-δ,0]映射到R的所有连续函数集合.F(t,0)≡0,a(t)∈C((0,∞),(0,∞)),τ≥0.通常文献对a(t)不依赖于t即a(t)为自治情形,研究了方程(*)零解的局部或全局渐近性质[1～5,7].本文对a(t)为非自治即依赖于t之情形,获得了方程(*)零解全局吸引的充分条件,所得结论在某种意义上说是不可改进的.本文改进和推广了已有文献的相应结果,同时本文采用的方法可应用到非自治非线性扰动方程.     

非线性方程组的Newton流线法

为求解非线性方程组F(x)=0, 研究了Newton流方程x_t=V(x)=-(DF(x))^-1F(x),x(0)=x⁰,及数值Newton流x^j+1=x^j+hV(x^j),h∈(0,1].导出了减幅指标g_j(h)=||F(x^j+1)||/||F(x^j)||=1-h+h²d_jh<1和m重根x^*附近的表示g_j(h)=(1-h/m)^m+h²O(||x^j-x^*||).最后基于4个可计算量g_j,d_j,K_j,q_j,提出了新的Newton流线法,如果投入大量的随机初始点, 能找到所有实根、重根和复根.     

一类非齐次核的Hilbert型级数算子最佳搭配参数的充要条件

选择搭配参数a,b,利用权函数方法,可得核为K(m,n)的级数算子T的不等式:||T((a))||p,β(a,b) ≤ M(a,b)||(a)||p,α(a,b),(a) ={am}一般地,M(a,b)并不是T:lap(a,b)→lβp(a,b)的算子范数,针对非齐次核K(m,n)=G(mλ1/nλ2)(λ1λ2＞0)...     

Gaussian fluctuations of eigenvalues in log-gas ensemble: Bulk case I

We study the central limit theorem of the k-th eigenvalue of a random matrix in the log-gas ensemble with an external potential V = q2mx2 m. More precisely, let Pn(d H) = Cne-nTrV(H)dH be the distribution of n × n Hermitian random matrices, ρV(x)dx the equilibrium measure, where Cnis a normalization constant, V(x) = q2mx2m with q2m=Γ(m)Γ(12)/Γ(2m+1/2), and m ≥ 1. Let x1 ≤···≤ xnbe the eigenvalues of H. Let k := k(n) be such that k(n)/n∈ [a, 1- a] for n large enough, where a ∈(0,12).Define G(s) :=∫s-1ρV(x)dx,- 1 ≤ s ≤ 1,and set t := G-1(k/n). We prove that, as n →∞,xk- t log n1/2 2π21/2nρV(t)→ N(0, 1)in distribution. Multi-dimensional central limit theorem is also proved. Our results can be viewed as natural extensions of the bulk central limit theorems for GUE ensemble established by J. Gustavsson in 2005.     

玛欣凯维奇函数与泊松核的一个新微分性质

将Stein[On the functions of Littlewood-Paley,Lusin,and Marcinkiewicz,Trans.Amer.Math.Soc.,1958,88:430-466]中的玛欣凯维奇函数的逆向不等式推广到一般情形.主要结果是对于n-维欧几里得空间k-阶球面调和函数空间的任意一基底,得到玛欣凯维奇函数的一般性的逆向不等式,即存在不依赖于函数f正常数C_p,使得||f||_p≤C_pΣ_(j=1)~N=1||μ_j(f)||_p,其中{μ_j(f)}_(j=1)~N是f的由这些球面调和函数生成的玛欣凯维奇函数.此外,对于任意的n-变元的k-阶调和多项式Q(x)以及泊松核P_t(x),有Q(D)P_t(x)=C_n k(tQ(x))/((|x|)~2+t~2~(n+2k+1)/2).