張瑜龍,張 芳
(天津工業(yè)大學理學院,天津 300160)
一致光滑Banach空間中m-增生算子零點的粘滯迭代逼近算法
張瑜龍,張 芳
(天津工業(yè)大學理學院,天津 300160)
研究了在一致光滑Banach空間中m-增生算子的零點粘滯迭代逼近問題,證明了修正的迭代序列強收斂到m-增生算子的一個零點,此結(jié)果推廣和改進了一些作者的相關(guān)結(jié)論.
m-增生算子;不動點;一致光滑Banach空間
增生算子是最重要的幾類非線性算子之一,關(guān)于增生算子的零點問題已經(jīng)獲得了豐富的結(jié)果[1-2].近幾十年來,國內(nèi)外數(shù)學家們一直致力于尋找迭代算法以逼近增生算子的零點,這類問題已經(jīng)成為非線性泛函分析研究中的熱點問題之一.1974年Bruch[3]使用正則化迭代算法證明了Hilbert空間中極大單調(diào)算子零點的強收斂性定理;1979年Reich[4]將Bruch的主要定理結(jié)果擴展到了一致光滑的Banach空間中的m-增生算子的零點問題;2006年Xu[5]用迭代序列xn+1=αnu+(1-αn)Jrnxn去逼近m-增生算子的零點,并證明了該序列強收斂到m-增生算子的一個零點.本文受Xu研究方法的啟發(fā),在一致光滑的Banach空間中,修正了Xu的迭代序列,并證明了修正后的迭代算法的強收斂性,此結(jié)果推廣和改進了一些作者的相關(guān)結(jié)論[6].
設(shè)(X,d)為度量空間,稱T:(X,d)→(X,d)是一個壓縮映射,如果存在0<α<1,使得:
設(shè)(X,d)為度量空間,稱T:(X,d)→(X,d)是非擴張的,如果?x,y∈X,則
設(shè)E是一個具有范數(shù)‖·‖的實Banach空間,其對偶空間為E*,C是E的一個非空閉凸子集,<·,·>表示E與E*間的配對,正規(guī)對偶映射J:E→2E,定義如下
眾所周知,E是光滑的當且僅當J是單值的.
設(shè)S={x∈E:‖x‖ =1}表示實Banach空間E的單位球,E是光滑的如果下面極限
對每一個x,y∈S存在,如果每一個y∈S對任何x∈S上面的極限一致被得到,則E是一致光滑的.眾所周知,如果E是一致光滑的,則正規(guī)對偶映象J是單值的,而且在E的任一有界子集上是一致連續(xù)的.
Banach空間E中具有定義域D(A)和值域R(A)的算子A:D(A)?E→E稱為增生的,如果對任意的x,y∈D(A),存在j(x,y)∈J(x,y),使
稱增生算子A為m-增生的,如果存在某個正數(shù)使得I+rA的值域是全空間,即
對于 m-增生算子A,r> 0,令Jr=(I+rA)-1,則Jr稱為A的預解算子.F(J)r是Jr的不動點集.以下用F表示算子A的零點集,即F=A-(10)={x∈D(A):0∈Ax}.眾所周知,如果A是m-增生的,那么其預解算子Jr是非擴張的且對于所有的r>0,有F(J)r=F.在本文中總假定A是m-增生的且零點集非空.
引理1[7-8](預解等式)設(shè)E是Banach空間,對任意的λ>0,μ>0有以下等式成立
引理2[9-10]設(shè){αn}是一個非負實數(shù)列滿足下面性質(zhì):αn+1≤(1-λn)αn+λnμn,n≥0,其中λn{?(0,1)并且μn{}使得
引理3[11]設(shè)C是一致光滑的Banach空間E的非空閉凸子集,設(shè)T:C→C是具有不動點的非擴張映象且F(T) ≠,并且f是C→C的一個具有常數(shù)α(0< α <1)的壓縮映射,定義zt=t(fz)t+(1-t)Tzt,t∈(0,1),序列{zt}強收斂到一個點p∈F(T).
引理5[12]若E是Banach空間,對任意x,y∈E,那么以下式子成立
定理1 設(shè)E是一致光滑Banach空間,A是E中的m-增生算子使得C=是凸的,f是C→C的一個具有常數(shù)α(0<α<1)的壓縮映射.給定序列,βn{}∈[0,1]及rn{},序列xn{}定義如下
如果序列{αn,{βn和{rn}滿足如下條件=r,rn≥ε,其中 ε> 0.則由式(1)定義的迭代序列xn{}強收斂到A的一個零點.
證明首先證明序列xn{}是有界的.事實上,對任意的v∈F=A-1(0),有
(iii)由歸納法可知
即序列xn{}有界,那么序列yn{}也是有界的.
證明:由引理1知
如果rn-1≤rn則
同理可證
由定義并結(jié)合式(2),可得
再由定義并結(jié)合式(3)和式(4)可得
其中M2是某一常數(shù),滿足
當rn-1≥rn,同樣可以證明上面的結(jié)論,由定理條件可得
成立.
由引理2得
從而有
又因為
對所有的t∈(0,1),有
由于E是一致光滑的Banach空間,J在C上的有界子集是范數(shù)對范數(shù)一致連續(xù)的,由同樣的討論證明[10],可得到
最后證明xn→v,由引理2,有
設(shè)M=max{‖xn-v‖2},則上式為
定理2 設(shè)E是一致光滑Banach空間,A是E中的m-增生算子使得C=是凸的.給定序列,βn{}∈[0,1]及rn{},序列xn{}定義如下
如果序列{αn,{βn和{rn}滿足如下條件
則由式(5)定義的迭代序列xn{}強收斂到A的一個零點.
證明令定理1中的f(xn)=u,證明方法如上面所證,則迭代序列xn{}強收斂到增生算子A的一個零點.
本文主要在文獻[5]、[10]結(jié)論的基礎(chǔ)上采用新的方法由一步迭代推廣到兩步,并且使用粘滯迭代算法證明了迭代序列(1)式強收斂到增生算子的一個零點,此結(jié)果改進和擴展了文獻[5]、[10]的結(jié)果.
[1]DEIMLING K.Zems of accretive operator[J].Manuscrlpta Math,1974,13:283-288.
[2]BROWDER F E,PETRYSHN W V.Construction of fixed points of nonlinear mapping in hibert spaces[J].J Math Anal Appl,1967,20:197-200.
[3]BRUCH R E.A strong convergent iterative solution for a maximal monotone operator in hiben spaces[J].J Math Anal Appl,1974,48:114-126.
[4]REICH S.Constructing zeros of accretive operator[J].Applic Anal,1979,9:159-163.
[5]XU H K.Strong convergence of an iterative method for nonexpansive and accretive operators [J].J Math Anal Appl,2006,314:631-643.
[6]XU H K.Iterative algorithms for nonlinear operators[J].J London Math Soc,2002,66:240-256.
[7]BRUCK R E,PASSTY G B.Almost convergence of the innite product of resolvents in Banach spaces[J].Nonlinear Anal,1979(3):279-282.
[8]BRUCK R E,REICH S.Nonexpansive projections and resolvents in Banach spaces[J].Houston J Math,1977(3):459-470.
[9]XU H K.An iterative approach to quadratic optimization[J].J Optim Theory Appl,2003,116:659-678.
[10]REICH S.Strong convergence theorems for resolvents of accretive operators in Banach spaces[J].J Math Anal Appl,1980,75:287-292.
[11]SOMYOT Plubtieng,RATTANAPORN Wangkeeree.Strong convergence of mann iterations for a countable family of nonexpansive mappings[J].Nonlinear Anal,2009,70:3110-3118.
[12]CHO Yeol Je,KANG Shin Min,QIN Xiaolong.Approximation of common xed points of an innite family of nonexpansive mappings in Banach spaces[J].Computers and Mathematics with Applications,2008,56:2058-2064.
Iterative method approximating zero points of m-accretive operators in uniformly smooth Banach spaces
ZHANG Yu-long,ZHANG Fang
(School of Science,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China)
The iterative method approximating zero points of m-accretive operators in uniformly smooth Banach spaces is studied.The strong convergence to a zero of the modified iterative sequence is proved.These results extend and improve corresponding results of others.
m-accretive operator;fixed points;uniformly smooth Banach space
O177.2
A
1671-024X(2014)02-0081-04
2013-10-22 基金項目:國家自然科學基金資助項目(11071279)
張瑜龍(1987—),男,碩士研究生.
張 芳(1974—),女,博士,副教授,碩士生導師.E-mail:zhangfangsx@163.com