解变分不等式的一种二次投影算法
A Double Projection Algorithm for Solving Variational Inequalities
收稿日期: 2019-12-28
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Received: 2019-12-28
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作者简介 About authors
万升联,E-mail:
In this paper, a new double projection algorithm for solving variational inequalities is proposed. By constructing a new class of hyperplanes that strictly separate the current iteration and variational inequality solution sets and improving proof of existing results, We prove that the infinite sequence generated by the algorithm is globally convergent, and establish the convergence rate analysis under local error and Lipschitz conditions.
Keywords:
本文引用格式
万升联.
Wan Shenglian.
1 引言
变分不等式问题
其中
变分不等式作为非线性分析中的重要分支, 它在工程、交通、网络规划等领域广泛应用[2-3].投影算法是解变分不等式的有效办法, 已被广泛研究, 见文献[4-9].
本文的内容安排如下.在第
2 预备知识
对任意
定义2.1 映射
注2.1 由单调和伪单调的定义可得, 单调必定是伪单调, 但伪单调不一定是单调.
定义2.2 映射
引理2.1 对任意
引理2.2 令
引理2.3 令
引理2.4 令
引理2.5
3 双投影算法
算法的具体内容如下.
算法3.1 选取初始点
步骤1 计算
步骤2 计算
步骤3 计算
其中
现在说明步骤
一方面因为
另一方面,
为了证明算法
引理3.1 映射
(i)
(ii)
证 由于
因此
由引理
用
通过移项, 可得不等式(i).
由(3.3)式移项可得
又因为
因此
通过移项, 不等式(ii)得证.证毕.
引理3.2 映射
证 由(3.2)式可知
因为
又因为
所以(3.4)式化为
其中第一个不等式由(3.5)式和引理
4 收敛性与收敛率分析
下面对算法
定理4.1 假设映射
证 设
由(4.1)式可知序列
因为
由此可得, 算法
由引理
即
由(4.2)和(4.6)式表明
(Ⅰ)如果
(Ⅱ)如果
因为
定理4.2 在定理
则存在常数
证 令
由
因此
令
记
定理4.2证毕.
5 数值实验
这一部分给出算法的数值实验结果.我们在Windows 7, 处理器为Intel(R) Core(TM) 2 Quad CPU Q9500 @2.83GHz的系统环境下, 使用版本为R2014a的MATLAB进行数值实验.在计算过程中, 收敛标准是
例 本例子首先被文献[16]测试, 定义
表 1 x0 = (0, …0, 0)
算法3.1.1 | 算法3.1.2 | 算法2.2 | |
n | iter(nf) time | iter(nf) time | iter(nf) time |
n = 10 | 14(64) 0.561604 | 14(65) 0.546004 | 22(87) 0.748805 |
n = 50 | 17(79) 0.639604 | 17(83) 0.608404 | 20(85) 0.670804 |
n = 100 | 19(89) 1.48201 | 17(81) 1.37281 | 21(85) 1.62241 |
n = 200 | 18(86) 2.35562 | 18(85) 2.46482 | 22(89) 2.13721 |
n = 500 | 19(87) 9.21966 | 18(87) 9.15726 | 23(93) 8.04965 |
表 2 x0 = (1, …1, 1)
算法3.1.1 | 算法3.1.2 | 算法2.2 | |
n | iter(nf) time | iter(nf) time | iter(nf) time |
n = 10 | 17(76) 0.421203 | 16(72) 0.499203 | 18(69) 0.499203 |
n = 50 | 19(90) 0.483603 | 19(95) 0.483603 | 20(78) 0.624004 |
n = 100 | 20(95) 1.201210 | 19(93) 1.232410 | 21(82) 1.23241 |
n = 200 | 20(96) 2.090410 | 20(98) 1.996810 | 21(89) 2.12161 |
n = 500 | 20(95) 9.762660 | 20(95) 10.43650 | 21(98) 6.70804 |
参考文献
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