伪单调变分不等式自适应惯性算法研究

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变分不等式理论最早是由学者Stampacchia研究并提出的,它出现在许多数学、物理、工程领域和其他相关问题的模型中,从而引起了学者们研究的兴趣.后来证实,变分不等式理论在应用方面是富有成效的,比如惯性松弛CQ算法可用于信号恢复和图像去噪问题,次梯度外梯度算法可用于最优控制问题等.因此,变分不等式理论是国内外学者的研究热点.由于变分不等式问题是最优化理论的核心内容之一,因此,如何构造出一个简单且高效的求解变分不等式问题的数值算法,一直以来是学者们所探讨的热点问题.本文避开了经典算法中使用Lipschitz型常数或Armijo准则来设置步长的技术缺点,通过引入非单调步长策略,提出了三类新的求解变分不等式问题的数值算法,并分析了它们的收敛性.所给出的算法可以看作是在次梯度外梯度算法和Tseng外梯度算法这两类经典算法的基础上进一步研究的.具体工作概述如下:首先,提出了两种修正惯性外梯度算法,用于寻找实Hilbert空间中伪单调变分不等式问题和拟非扩张映射不动点问题的公共解.值得强调的是,所提算法提供了一个简单的步长规则,它允许算法在不优先估算Lipschitz常数的情况下进行迭代.在较弱的条件下,分别证明了它们所产生迭代点列的弱收敛性和强收敛性.与现有自适应算法相比,通过一些实例验证了算法的有效性.其次,本文提出并分析了一种广义的Tseng外梯度法,其优点在于步长是自适应交替迭代的,并且每完成一次迭代只需计算一个投影.该算法在一定程度上恢复了惯性方法中通常丢失的Fejér单调性,且其收敛性分析不需要关于映射的Lipschitz常数的任何信息,也不需要线性搜索.此外,在算子的强伪单调性假设下,得到了该方法的R-线性收敛速度.最后,用一些算例说明了所引入算法的优越性.
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