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广义度量空间中几类非线性映象的不动点问题及其应用的中期报告 基本概念: 广义度量空间是一种比度量空间更一般的数学结构。在广义度量空间中,不一定存在度量函数,但是仍然具有一些距离相似的性质。在本文中,我们将重点讨论广义度量空间中的非线性映射的不动点问题及其应用。 几类映射及其不动点问题: (1)压缩映射 定义:设X为广义度量空间,f:X→X,如果存在一个常数k(0≤k<1),使得对于任意的x,y∈X,有d(f(x),f(y))≤kd(x,y),则称f是X上的压缩映射。 定理:若f是X上的压缩映射,则f在X上有唯一的不动点x*,即f(x*)=x*。 应用:压缩映射定理在不同领域都有非常广泛的应用,如微分方程的数值解法、最优化问题的求解等。 (2)拟压缩映射 定义:设X为广义度量空间,f:X→X,如果对于任意的x,y∈X,有d(f(x),f(y))≤kd(x,y)+g(d(x,y)),其中g是一个关于d(x,y)的非负实值函数,并且lim[d→0]g(d)=0,则称f是X上的拟压缩映射。 定理:若f是X上的拟压缩映射,且g(d)/d关于d的积分是有限的,则f在X上有唯一的不动点x*,即f(x*)=x*。 应用:拟压缩映射在无限维空间的最优化问题中有着广泛的应用,如泛函分析的的非线性问题、优化调和映射等。 (3)正则映射 定义:设X为广义度量空间,f:X→X,如果存在常数μ>0,使得对于任意的x∈X,有d(x,f(x))≥μ,则称f是X上的正则映射。 定理:设X为完备的广义度量空间,f:X→X是X上的正则映射,则f在X上有唯一的不动点x*,即f(x*)=x*。 应用:正则映射在游戏理论中的拍卖模型问题和在微分方程分析中的解的存在性问题等方面有重要应用。 (4)Φ-收缩映射 定义:设X为广义度量空间,f:X→X,如果存在一个Φ:[0,+∞)→[0,+∞),使得对于任意的x,y∈X,有d(f(x),f(y))≤Φ(d(x,y)),并且lim[t→+∞]Φ(t)=0,则称f是X上的Φ-收缩映射。 定理:若f是X上的Φ-收缩映射,则f在X上有唯一的不动点x*,即f(x*)=x*。 应用:Φ-收缩映射在信号处理、自然计算等方面有广泛的应用。 总结: 本文主要介绍了广义度量空间中几类非线性映射的不动点问题及其应用,其中压缩映射、拟压缩映射、正则映射、Φ-收缩映射都是在广义度量空间上的常见映射类型。这些不动点问题在数学和应用学科中有着广泛的应用价值,对于解决实际问题有着重要的意义。