一类具有单调算子的非线性不适定问题的迭代Tikhonov正则化方法

一类具有单调算子的非线性不适定问题的迭代Tikhonov正则化方法

论文摘要

在众多的工程技术领域,例如遥测和勘探中,提出了大量的反问题.而这些反问题通常是不适定的.本文中介绍了不适定问题和正则化方法,并重点讨论了实Hilbert空间H上一类具有单调算子的非线性不适定问题F(x)=y(1)的迭代Tikhonov正则化方法.其中F是连续单调算子,即F满足(F(x)-F(y),x-y)≥0, (?)x,y,∈H.(2)在适当的假设条件下,应用以α为正则化参数的迭代Tikhonov方法和以m为正则化参数的迭代Tikhonov方法求解方程(1),并得到如下结论:定理1.令r=(?).对任意固定的迭代次数m≥1,如果正则化参数α=α(δ,h)满足limα=0,limδ/α=0,limh/α=0,那么lim‖xα,δ,hm-x*‖=0.定理2.令r=(?).对任意固定的迭代次数m≥1,令常数C1>0,C2>0.η∈(0,1],ζ∈(0,1]满足C1δn+C2hζ>δ+h‖x*‖.假设‖Fh(0)-yδ‖>C1δη+C2hζ,那么存在α*:=α*(δ,h)>0满足‖Fh(xα*,δ,hm)-yδ‖=C1δη+C2hζ.若0<η<1,0<ζ<1,则lim‖xα*,δ,hm-x‖=0.定理3.令r=(?).如果正则化参数m:=m(δ,h)满足Iim m=∞,lim mδ=0,lim mh=0,那么lim‖xmδ,h-x‖=0.在研究非线性不适定问题常用的正则化方法中,我们都需要知道算子F的Frechet导数.因此当F不存在Frechet导数时,这些方法就不能使用了.本文中我们通过改进的迭代Tikhonov正则化方法(3)和(4)解决了这一问题并得到了稳定的近似解.与一般Tikhonov正则化方法作比较,迭代Tikhonov正则化方法(3)可以得到收敛性更好的近似解.同时,迭代Tikhonov正则化方法(4)只需要很少的迭代步数就能达到很好的收敛性,而没有必要去提高迭代步数.本文大致结构如下,在第一章中我们介绍了不适定问题,解决不适定问题的正则化方法和其中的迭代Tikhonov正则法;第二章给出了求解非线性单调算子方程的以a为参数的迭代Tikhonov正则法的收敛性分析;第三章给出了求解非线性单调算子方程的以m为参数的迭代Tikhonov正则法的收敛性分析;第四章给出了一个数值算例,用来验证结论的可行性.

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 符号说明
  • 第一章 引言
  • 1.1 不适定问题
  • 1.2 正则化方法
  • 1.3 迭代Tikhonov正则法和单调算子
  • 第二章 以α为参数的迭代Tikhonov正则法的收敛性分析
  • 第三章 以m为参数的迭代Tikhonov正则法的收敛性分析
  • 第四章 数值例子
  • 参考文献
  • 致谢
  • 发表论文附录
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 相关论文文献

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