Luận án: Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến & ứng dụng tối ưu - Võ Sĩ Trọng Long

"Phân tích và ứng dụng các định lý trong giải tích phi tuyến để tối ưu hóa các bài toán phức tạp trong nhiều lĩnh vực khác nhau."

Trường ĐH

University of Science, Vietnam National University - Ho Chi Minh City

Chuyên ngành

Optimization Theory

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

122

Thời gian đọc

19 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
Cơ sở lý thuyết cho định lý tồn tại giải tích phi tuyến
Số trang:
122 trang
Trường:
University of Science, Vietnam National University - Ho Chi Minh City
Chuyên ngành:
Optimization Theory
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I.Cơ sở lý thuyết cho định lý tồn tại giải tích phi tuyến

Phần này trình bày các khái niệm cơ bản. Đây là nền tảng cho việc nghiên cứu định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến. Các cấu trúc lồi trừu tượng được giới thiệu. Chúng bao gồm ánh xạ KKM tổng quát. Các bài toán cân bằng phi tuyến cũng được thảo luận. Mục tiêu là xây dựng khung lý thuyết vững chắc. Nó hỗ trợ giải quyết các bài toán tối ưu phức tạp. Những khái niệm này rất quan trọng. Chúng cung cấp các công cụ toán học cần thiết. Việc hiểu rõ cơ sở này giúp áp dụng hiệu quả các định lý sau.

1.1. Khái niệm cơ bản và cấu trúc lồi trừu tượng

Giải tích phi tuyến là lĩnh vực nghiên cứu trọng tâm. Các khái niệm cơ bản được định nghĩa. Cấu trúc lồi trừu tượng mở rộng lý thuyết lồi truyền thống. Không gian GFC được giới thiệu. Những cấu trúc này hỗ trợ chứng minh định lý tồn tại. Chúng cung cấp một khung làm việc tổng quát. Việc này rất hữu ích cho các bài toán tối ưu.

1.2. Ánh xạ KKM tổng quát và cân bằng phi tuyến

Ánh xạ KKM tổng quát là công cụ thiết yếu. Lý thuyết điểm bất động được sử dụng rộng rãi. Các định lý KKM đảm bảo sự tồn tại của nghiệm. Cân bằng phi tuyến bao gồm dạng Stampacchia-type. Nó là tổng quát hóa của bất đẳng thức biến phân. Những khái niệm này liên quan chặt chẽ. Chúng cung cấp cách tiếp cận mạnh mẽ cho bài toán tối ưu.

1.3. Bài toán tối ưu ràng buộc và cân bằng Nash

Luận án nghiên cứu các bài toán tối ưu ràng buộc. Điều kiện tồn tại nghiệm được phân tích. Cân bằng Nash cho trò chơi không hợp tác cũng được đề cập. Định lý tồn tại cho cân bằng này được thiết lập. Những kết quả này ứng dụng trong quy hoạch phi tuyến. Chúng có ý nghĩa thực tiễn quan trọng.

II.Định lý tồn tại điểm bất động và ứng dụng tối ưu hóa

Phần này trình bày các định lý tồn tại mới. Các định lý này tập trung vào lý thuyết điểm bất động. Chúng được phát triển trong không gian GFC tích. Các ứng dụng đa dạng vào bài toán tối ưu được khám phá. Sự tồn tại nghiệm cho các bài toán tối ưu hóa lồi là trọng tâm. Phương trình phi tuyến cũng được xem xét. Những kết quả này mở rộng phạm vi ứng dụng của giải tích phi tuyến. Nó cung cấp giải pháp cho nhiều vấn đề phức tạp. Định lý này rất quan trọng trong toán học ứng dụng.

2.1. Định lý điểm bất động trong không gian GFC

Các định lý điểm bất động mới được chứng minh. Chúng áp dụng trong không gian GFC tích. Các điều kiện đủ cho sự tồn tại điểm bất động được thiết lập. Toán tử phi tuyến là đối tượng nghiên cứu chính. Lý thuyết điểm bất động cung cấp công cụ mạnh mẽ.

2.2. Giải pháp cho bài toán tối ưu liên quan

Các định lý này tìm thấy ứng dụng thực tiễn. Chúng giải quyết các bài toán tối ưu hóa lồi. Quy hoạch phi tuyến cũng được giải quyết. Sự tồn tại của nghiệm là mục tiêu. Các phương pháp dựa trên điểm bất động rất hiệu quả. Chúng mang lại những giải pháp thiết thực.

2.3. Sự tồn tại nghiệm cho phương trình phi tuyến

Định lý đảm bảo sự tồn tại nghiệm. Nó áp dụng cho các phương trình phi tuyến. Các điều kiện đủ để nghiệm tồn tại được đưa ra. Điều này rất quan trọng trong giải tích phi tuyến. Nó mở rộng hiểu biết về hành vi của hệ thống.

III.Mở rộng không gian GFC và định lý điểm bất động mới

Phần này khám phá mở rộng của không gian GFC. Khái niệm không gian GFC cục bộ được giới thiệu. Các định lý điểm bất động và điểm trùng khớp mới được phát triển. Những định lý này được chứng minh trong không gian mở rộng. Chúng cung cấp các công cụ mạnh mẽ hơn. Ứng dụng vào giải các bài toán tối ưu được nhấn mạnh. Bất đẳng thức biến phân và phương trình phi tuyến là các ví dụ. Toán tử phi tuyến đóng vai trò cốt lõi. Sự mở rộng này tăng cường khả năng phân tích các bài toán phức tạp.

3.1. Giới thiệu không gian GFC cục bộ

Khái niệm không gian GFC cục bộ được định nghĩa. Đây là một mở rộng quan trọng của không gian GFC. Nó cho phép nghiên cứu các bài toán phức tạp hơn. Cấu trúc của không gian này được phân tích chi tiết. Nó cung cấp một môi trường linh hoạt cho lý thuyết điểm bất động.

3.2. Điểm bất động và điểm trùng khớp trong không gian mới

Các định lý điểm bất động và điểm trùng khớp được chứng minh. Điều này áp dụng trong không gian GFC cục bộ. Những định lý này cung cấp công cụ mới. Chúng giải quyết các bài toán phi tuyến. Lý thuyết điểm bất động được củng cố và mở rộng.

3.3. Ứng dụng vào giải bài toán tối ưu

Các kết quả được áp dụng để chứng minh sự tồn tại nghiệm. Nó giải quyết các bài toán tối ưu liên quan. Các bất đẳng thức biến phân được giải quyết. Phương trình phi tuyến cũng được xem xét. Toán tử phi tuyến đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng này.

IV.Tính chất giao hữu hạn yếu và bài toán tối ưu liên quan

Phần này tập trung vào tính chất giao hữu hạn yếu. Khái niệm và các đặc trưng của tính chất này được làm rõ. Tính chất này là điều kiện quan trọng cho sự tồn tại nghiệm. Nó được áp dụng để thiết lập các điều kiện tồn tại nghiệm. Đặc biệt trong các bài toán quy hoạch phi tuyến. Mối liên hệ với bất đẳng thức biến phân được chứng minh. Tính chất này cung cấp một cách tiếp cận mới. Nó đảm bảo sự tồn tại của giải pháp trong tối ưu hóa lồi. Đây là một đóng góp quan trọng cho giải tích phi tuyến.

4.1. Khái niệm và đặc trưng của tính chất giao hữu hạn yếu

Tính chất giao hữu hạn yếu được định nghĩa chi tiết. Các đặc trưng toán học của nó được làm rõ. Tính chất này là điều kiện quan trọng. Nó liên quan đến sự tồn tại nghiệm trong giải tích phi tuyến. Việc này mở rộng các công cụ lý thuyết.

4.2. Điều kiện tồn tại nghiệm trong quy hoạch phi tuyến

Các điều kiện đủ cho sự tồn tại nghiệm được thiết lập. Điều này áp dụng cho các bài toán quy hoạch phi tuyến. Mối liên hệ với tính chất giao hữu hạn yếu được chứng minh. Nó cung cấp một cách tiếp cận mới. Giải pháp được đảm bảo dưới các điều kiện nhất định.

4.3. Liên hệ với bất đẳng thức biến phân

Tính chất giao hữu hạn yếu liên quan mật thiết. Nó kết nối với bất đẳng thức biến phân. Các bài toán này là trọng tâm của tối ưu hóa lồi. Sự tồn tại của giải pháp được đảm bảo. Điều này có ý nghĩa sâu sắc trong lý thuyết tối ưu.

V.Ứng dụng định lý điểm bất động vào bài toán biến phân

Phần này trình bày các định lý điểm bất biến mới. Chúng được phát triển trong không gian metric. Các ứng dụng chính bao gồm giải bài toán quan hệ biến phân. Bài toán bao hàm biến phân cũng là trọng tâm. Toán tử phi tuyến đóng vai trò cốt lõi trong các mô hình này. Sự tồn tại của nghiệm là mục tiêu chính. Các kết quả này mở rộng phạm vi áp dụng. Nó cung cấp các công cụ mạnh mẽ cho giải tích phi tuyến. Đặc biệt trong các bài toán tối ưu. Không gian Banach là một môi trường quan trọng cho các nghiên cứu này.

5.1. Định lý điểm bất biến trong không gian metric

Các định lý điểm bất biến mới được phát triển. Chúng được chứng minh trong không gian metric. Những định lý này mở rộng phạm vi ứng dụng. Lý thuyết điểm bất động được củng cố. Không gian Banach là một trường hợp đặc biệt quan trọng.

5.2. Giải bài toán quan hệ và bao hàm biến phân

Các định lý điểm bất biến được sử dụng. Chúng giải quyết các bài toán quan hệ biến phân. Bài toán bao hàm biến phân cũng được xem xét. Sự tồn tại của nghiệm là mục tiêu chính. Đây là các bài toán cốt lõi trong giải tích phi tuyến.

5.3. Vai trò của toán tử phi tuyến trong tối ưu

Toán tử phi tuyến đóng vai trò quan trọng. Chúng xuất hiện trong nhiều mô hình tối ưu. Nghiên cứu các tính chất của toán tử này. Điều này hỗ trợ việc tìm kiếm nghiệm. Các kết quả có ý nghĩa thực tiễn. Chúng mở ra hướng nghiên cứu mới.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Một số định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và áp dụng vào các bài toán liên quan đến tối ưu

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (122 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY - HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF SCIENCE VO SI TRONG LONG SEVERAL EXISTENCE THEOREMS IN NONLINEAR ANALYSIS AND APPLICATIONS TO OPTIMIZATION-RELATED PROBLEMS PhD THESIS IN MATHEMATICS Ho Chi Minh City - 2015 ' $ VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY-HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF SCIENCE VO SI TRONG LONG SEVERAL EXISTENCE THEOREMS IN NONLINEAR ANALYSIS AND APPLICATIONS TO OPTIMIZATION-RELATED PROBLEMS Major: Optimization Theory Code: 62 46 20 01 Reviewer 1: Assoc. Lam Quoc Anh Reviewer 2: Dr. Nguyen Ba Thi Reviewer 3: Assoc. Nguyen Ngoc Hai Anonymous Reviewer 1: Assoc.

Lam Quoc Anh Anonymous Reviewer 2: Dr. Ha Binh Minh SCIENTIFIC SUPERVISOR: Prof. PHAN QUOC KHANH Ho Chi Minh City - 2015 & % To the memory of my mother. To my beloved children, Delta and Lambda.

Declaration I hereby declare that this dissertation, done under the supervision of Professor Phan Quoc Khanh, is entirely the result of my own work, and this study and its findings have never been published by any other researchers. I also obtained the consent of Nguyen Hong Quan, co-author of the joint paper [43] referred to in Chapter 2, to let me include in this thesis some of the results of the said joint paper, which were not included in his thesis defended two years ago. Ho Chi Minh City, november, 2015 The author Vo Si Trong Long i Acknowledgements First and foremost, I would like to express my sincere gratitude to my supervisors, Assoc. Tran Thi Hue Nuong and Prof.

Phan Quoc Khanh, who introduced me to the topic and provided me with continuous guidance throughout the course of this research. Second, I am thankful to the University of Science, Vietnam National University Ho Chi Minh City, for providing me with favorable working conditions and facilities during all the time of my PhD program. Many thanks also go to all the members of the Optimization Group of Southern Vietnam, especially Dr. Nguyen Hong Quan.

His comments and advice have been crucial for my research. Finally, I could have not done this work without my family’s support. I would like to thank my father, my wife, and all the family members for their love and encouragement. Ho Chi Minh City, november, 2015 The author Vo Si Trong Long ii Contents Declaration i Acknowledgements ii List of Symbols and Notations v Preface vii 1.

Background and Preliminaries 1 1. Basic definitions and properties. Abstract convexity structures and generalized KKM mappings. Stampacchia-type vector quasiequilibria.

Nash equilibria for non-cooperative games. Constrained minimization and maximization. Several existence theorems in nonlinear analysis related to generalized KKM mappings and applications 14 2. Existence theorems and applications to optimization-related problems.

Optimization-related problems. Existence theorems on product GFC-spaces and applications. Existence theorems on product GFC-spaces. Fixed points and existence of solutions of optimization-related prob- lems 35 3.

Locally GFC-spaces. Fixed points and coincidence points. Existence of solutions of optimization-related problems. The weak finite intersection property and characterizations of the solution existence in optimization 55 4.

The weak finite intersection property and its characterizations. Characterizations of the solution existence in optimization problems. Invariant-point theorems in metric spaces and applications to optimization- related problems 73 5. Invariant-point theorems in metric spaces.

Existence of solutions of variational relation and inclusion problems. 99 General Conclusions 100 List of the author’s papers related to the thesis 101 List of the author’s conference reports related to the thesis 102 References 103 iv List of Symbols and Notations 2X the family of all nonempty subsets of a set X hY i the family of nonempty finite subsets of a set Y clA the closure of a set A intA the interior of a set A coA the convex hull of a set A N the set of the natural numbers Q the set of the rational numbers R the set of the real numbers R = R ∪ {−∞, +∞} the set of the extended real numbers Rn a n-dimensional Banach space (X, d) a metric space |·| the absolute value ∅ the empty set ∆n the standard n-simplex ∆k a k-face of ∆n ∆M the face of ∆n corresponding to a finite set M (X, Y, Φ) or (X, Y, {ϕN }) a finite continuous topological space (GFC-space) (X, Y, U, Φ) a locally-GFC-space KKM (X, Y, Z) the class of the mappings enjoying the weak KKM property [·, ·] the close interval (·, ·) the open interval (·, ·] and [·, ·) the half-open intervals C[a,b] the space of the continuous functions on [a, b] v {xα } the net or sequence with elements xα xα → x xα converges to x N (x) the class of all the neighborhoods of an element x f :X→Y a single-valued mapping from X to Y F : X → 2Y a set-valued mapping from X to Y F − : Y → 2X the inverse mapping of F : X → 2Y F ∗ : Y → 2X the dual mapping of F : X → 2Y limsupx0 →x f (x0 ) infV ∈N (x) supx0 ∈V f (x0 ) for f : X → R liminfx0 →x f (x0 ) supV ∈N (x) infx0 ∈V f (x0 ) for f : X → R grF the graph of F ∀ for all ∃ there exists 2 the end of a proof vi Preface Optimization studies contains various topics. However, the existence of solutions of optimization problems and optimization-related problems such as variational inequal- ities, equilibrium problems, minimax problems, etc, always take a central place in the optimization theory. Main tools used to study the existence of solutions of a problem are existence theorems for important points in nonlinear analysis such as fixed points, coincidence points, maximal points, intersection points, etc.

One of the most celebrated existence theorems in nonlinear analysis is the classical KKM theorem (KKM being an abbreviation of Knaster-Kuratowski-Mazurkiewicz; the theorem is known also as the Three Polish lemma) Knaster-Kuratowski-Mazurkiewicz [56] in finite-dimensional spaces, which is equivalent to the well-known Brouwer fixed- point theorem and the Sperner lemma. There have been many extensions and appli- cations of this KKM theorem in optimization theory. First, it was extended to general topological vector spaces by Fan [25]. Later, we will mention the subsequent main direction of developing this result.

Various generalized linear/convex structures have been proposed and corresponding types of KKM mappings have been defined together with these spaces. Lassonde [58] introduced convex spaces and obtained many funda- mental results. A well known generalized convex structure was developed by Horvath [34] by replacing a convex hull with a continuous map from a simplex to a contractible set. Park-Kim [71] proposed the notation of a G-convex space.

Ding [18] introduced the concept of a FC-space and then Khanh-Quan [48] generalized and unified the previous spaces into a notion called a GFC-space. The Fan-Glicksberg fixed-point theorem in Fan [24] and Glicksberg [29], a general- ization to locally convex spaces of the well-known Kakutani fixed-point theorem, and vii many classical fixed-point results, have been also developed by various researchers. A major attention has been paid to generalizing it to abstract convex spaces. The first result of this direction appeared in Himmelberg [35].

Later, Tarafdar [73] dealt with the case of a locally H-convex space. So far, it has been considered for other general spaces such as locally G-convex uniform spaces and locally FC-spaces, etc. Moreover, it has been also extended in another way by replacing the convex-valuedness of a map with more general conditions (see for example Jeng-Hsu-Huang [37]; Khanh-Long [41] and Kuo-Jeng-Huang [57]). Another kind of existence theorems, which has also been attracting increasing at- tention, is the invariant-point theorem in Dancs-Hegedus-Medvegyev [17], which is equivalent to the Ekeland variational principle Ekeland [22].

Several efforts have been made to establish sufficient conditions for the existence of solutions of optimization- related problems by using this result (see Khanh-Lin-Long [39]; Lin-Chuang [60] and Lin-Chuang-Wang [62]). On the other hand, many contributions have been made in recent decades to intro- duce general setting problems related to optimization and then deriving as consequences corresponding results for particular cases. For these problems, the above existence the- orems have been employed as crucial mathematical tools to achieve existence results. Among such general models, variational relation problems and variational inclusion problems have been attracting increasing interests of researchers.

Variational relation problems were investigated first in Luc [63] for existence and in Khanh-Luc [44] for sta- bility and have been developed in Balaj-Lin [8, 9]; Khanh-Long [40] and Khanh-Long- Quan [43]. It is worth stressing that this model contains many important problems in optimization such as constrained minimization, variational inequalities, equilibrium problems, minimax problems, Nash equilibria, etc. The variational inclusion problem was proposed in Hai-Khanh-Quan [31] and has also been used, e., in Khanh-Long- Quan [43] and Khanh-Quan [49]. This problem also includes special cases, as many as the variational relation model.

The major focus of this thesis is to develop several existence theorems in nonlin- ear analysis in order to apply them to considering the existence of solutions of various viii optimization-related problems as mentioned above. It includes five chapters. We begin, in Chapter 1, with several basic concepts, definitions and preliminary facts for our later use. In chapter 2, we consider some continuous selection results, and use them to estab- lish purely topological-based sufficient conditions for the existence of important points in nonlinear analysis and prove the equivalence of these conditions.

Then, we apply them to investigating the solution existence of optimization-related problems stated in Chapter 1. The results in Chapter 2 were published in Khanh-Long-Quan [43] and Khanh-Lin-Long [39]. Chapter 3 is devoted to an extension of the Fan-Glicksberg fixed- point theorem and applications to problems concerning optimization. The contents of this chapter are based on the paper Khanh-Long [41].

In Chapter 4, we propose a gen- eral notion, called FI-map (finite-intersection map) and use it to establish necessary and sufficient conditions for the solution existence of various optimization-related prob- lems such as variational relation problems, minimax problems, saddle-point problems, etc, in pure topological settings. This chapter includes the results of the submitted paper Khanh-Long [42]. Finally, Chapter 5 develops several invariant-point theorems in metric spaces also as tools for establishing conditions for the existence of solutions to many of the above-mentioned problems. However, applications of results on invariant points are based on techniques quite different from those on other encountered points.

Chapter 5 also contains discussions about the equivalence of these conditions. Many examples and comparison remarks are provided to illustrate advantages of the obtained results. Chapter 5 is written by using results of the paper Khanh-Long [40] which has already been published. ix Chapter 1 Background and Preliminaries 1.1 Basic definitions and properties In this thesis, we use standard notations.

For a set X, by 2X and hXi we denote the family of all the subsets and the family of all the nonempty finite subsets, respectively (resp), of X. If X is a topological space and A ⊂ X, then intA and clA signify the interior and closure, resp, of A. Let X and Y be nonempty sets. For F : Y → 2X , we define F − : X → 2Y and F ∗ : X → 2Y , resp, by F − (x) = {y ∈ Y : x ∈ F (y)} and F ∗ (x) = Y \ F − (x).

F − and F ∗ are called the inverse and dual, resp, map of F. grF := {(y, x) ∈ Y × X : x ∈ F (y)} denotes the graph of F. N, Q, and R stand for the set of the natural numbers, the rational numbers, and the real numbers, resp, and R = R ∪ {−∞, +∞}. For n ∈ N, ∆n signifies the standard n-simplex, whose vertices are the points e0 = (1, 0, .1 Let X be a topological space.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Vo Si Trong Long (2015). Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và ứng dụng tối ưu [Luận án tiến sĩ, University of Science, Vietnam National University - Ho Chi Minh City]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/dinh-ly-ton-tai-giai-tich-phi-tuyen-ung-dung-toi-uu

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và ứng dụng tối ưu" nghiên cứu về vấn đề gì?

"Phân tích và ứng dụng các định lý trong giải tích phi tuyến để tối ưu hóa các bài toán phức tạp trong nhiều lĩnh vực khác nhau."

Luận án "Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và ứng dụng tối ưu" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại University of Science, Vietnam National University - Ho Chi Minh City. Năm bảo vệ: 2015.

Luận án "Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và ứng dụng tối ưu" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và ứng dụng tối ưu" thuộc chuyên ngành Optimization Theory. Danh mục: Tài liệu khác.

Luận án "Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và ứng dụng tối ưu" có bao nhiêu trang?

Luận án "Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và ứng dụng tối ưu" có 122 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Định lý tồn tại trong giải tích phi tuyến và ứng dụng tối ưu" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter