3所示。主要结果
在算法
1,作者讨论了inner-outer迭代算法的收敛性,研究了迭代的收敛(
3)和(
5),分别。
引理1(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B12 " > < / xref > 12])。
迭代序列<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
R米米l:米我><米米l:msub>
x米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
c米米l:米我>米米l:math>
收敛于相应的解决方案<我nline-formula>
一个米米l:米我><米米l:mi>
x米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
b米米l:米我>米米l:math>
开始对所有向量<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
0米米l:米n>
和所有<我nline-formula>
b米米l:米我>米米l:math>
当且仅当(iff)<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
。
定理1(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B22 " > < / xref > 22])。
让<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
和<我nline-formula>
0米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
;然后,外层迭代(
3)是收敛的,<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
表示矩阵的谱半径<我nline-formula>
一个米米l:米我>米米l:math>
。
定理2(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B22 " > < / xref > 22])。
让<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
和<我nline-formula>
0米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
;然后,内部迭代(
5)是收敛的,<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
表示矩阵的谱半径<我nline-formula>
一个米米l:米我>米米l:math>
。
备注1。
通过仔细分析定理的证明过程
1和
2,我们发现收敛参数<我nline-formula>
α米米l:米我>米米l:math>
可能会越来越弱。此外,参数<我nline-formula>
α米米l:米我>米米l:math>
您可以适当调整,该方法的收敛可以明显改善。因此,我们可以得到下面的收敛结果。
通过进一步分析,外层迭代(
3)与矩阵分裂相关联:
(7)米米l:米text>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
R米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
米米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
N米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
,米米l:米o>
米米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
N米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
R米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
和相应的外迭代矩阵
(8)米米l:米text>
R米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
米米米l:米我><米米l:mn>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
N米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
R米米l:米我><米米l:mo>
。米米l:米o>
内部迭代(
4)以下分裂:
(9)米米l:米text>
米米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
米米米l:米我>米米l:mrow>
2米米l:米n>
−米米l:米o>
N米米l:米我>米米l:mrow>
2米米l:米n>
,米米l:米o>
米米米l:米我>米米l:mrow>
2米米l:米n>
=米米l:米o>
我米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
N米米l:米我>米米l:mrow>
2米米l:米n>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
和内部迭代矩阵
(10)米米l:米text>
R米米l:米我>米米l:mrow>
2米米l:米n>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我><米米l:mo>
。米米l:米o>
定理3。
让<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
和<我nline-formula>
0米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
/米米l:米o>
2米米l:米n>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
;然后,外层迭代(
3)是收敛的,<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
表示矩阵的谱半径<我nline-formula>
一个米米l:米我>米米l:math>
。
证明。
让<我nline-formula>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
的特征值<我nline-formula>
R米米l:米我>米米l:math>
。然后,<我nline-formula>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
的假设。假设<我nline-formula>
μ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
的特征值<我nline-formula>
R米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
在(
8);然后,
(11)米米l:米text>
μ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
。米米l:米o>
案例1。
当<我nline-formula>
0米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
≤米米l:米o>
1米米l:米n>
和<我nline-formula>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
:
(12)米米l:米text>
μ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1。米米l:米n>
例2。
当<我nline-formula>
1米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
/米米l:米o>
2米米l:米n>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
和<我nline-formula>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
:
(13)米米l:米text>
μ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
。米米l:米o>
自<我nline-formula>
1米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
/米米l:米o>
2米米l:米n>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
,我们可以获得
(14)米米l:米text>
2米米l:米n>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
⟹米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
2米米l:米n>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
⟹米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
>米米l:米o>
0米米l:米n>
,米米l:米o>
2米米l:米n>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
⟹米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
⟹米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1。米米l:米n>
所以,我们可以立即获得
(15)米米l:米text>
μ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1。米米l:米n>
从引理
1与方程(
12)和(
15),外层迭代(
3)是收敛的。
备注2。
自<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
,然后
(16)米米l:米text>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
2米米l:米n>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
>米米l:米o>
1。米米l:米n>
所以,我们对参数的新的收敛域<我nline-formula>
α米米l:米我>米米l:math>
在定理
3比这更广泛的定理
1(
22]。
定理4。
让<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
和<我nline-formula>
0米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
/米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
;然后,内部迭代(
5)是收敛的,<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
表示矩阵的谱半径<我nline-formula>
一个米米l:米我>米米l:math>
。
证明。
让<我nline-formula>
ϕ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
的特征值<我nline-formula>
R米米l:米我>米米l:mrow>
2米米l:米n>
在(
10);然后,
(17)米米l:米text>
ϕ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
,米米l:米o>
在哪里<我nline-formula>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
的特征值<我nline-formula>
R米米l:米我>米米l:math>
。然后,从(
17),我们可以得到
(18)米米l:米text>
ϕ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1。米米l:米n>
从引理
1与方程(
18),我们完成证明。
备注3。
自<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
,然后
(19)米米l:米text>
1米米l:米n>
ρ米米l:米我>米米l:mfrac>
>米米l:米o>
1。米米l:米n>
所以,新的收敛域参数<我nline-formula>
α米米l:米我>米米l:math>
在定理
4比这更广泛的定理
2(
22]。
接下来,作者给的总体收敛inner-outer迭代算法没有考虑参数<我nline-formula>
ϵ米米l:米我>米米l:math>
和<我nline-formula>
η米米l:米我>米米l:math>
,这表明inner-outer线性迭代算法收敛到精确解<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
线性系统(
2)。
引理2(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B12 " > < / xref > 12])。
对所有操作规范,<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
r米米l:米我>米米l:mrow>
。对所有<我nline-formula>
R米米l:米我>米米l:math>
和所有<我nline-formula>
ϵ米米l:米我><米米l:mo>
>米米l:米o>
0米米l:米n>
,有一个操作规范<我nline-formula>
R米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
ϵ米米l:米我>米米l:math>
。一种常态<我nline-formula>
•米米l:米o>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
取决于两个<我nline-formula>
R米米l:米我>米米l:math>
和<我nline-formula>
ϵ米米l:米我>米米l:math>
,在那里<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
C米米l:米我>米米l:mrow>
表示矩阵的谱半径<我nline-formula>
C米米l:米我>米米l:math>
。
引理3(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B12 " > < / xref > 12])。
假设<我nline-formula>
•米米l:米o>
满足<我nline-formula>
一个米米l:米我><米米l:mi>
B米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
一个米米l:米我>米米l:mrow>
⋅米米l:米o>
B米米l:米我>米米l:mrow>
。然后,<我nline-formula>
X米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
意味着<我nline-formula>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
X米米l:米我>米米l:math>
是可逆的,<我nline-formula>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
X米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
∑米米l:米o>
我米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
∞米米l:米我>米米l:msubsup>
X米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
,<我nline-formula>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
X米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
≤米米l:米o>
1米米l:米n>
/米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
X米米l:米我>米米l:mrow>
。
现在,我们重写inner-outer迭代算法作为一个两阶段的迭代框架(
21,
22]:
(20)米米l:米text>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
0米米l:米n>
=米米l:米o>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
,米米l:米o>
x米米l:米我>米米l:mrow>
0米米l:米n>
=米米l:米o>
c米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
,米米l:米o>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
j米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我><米米l:msub>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
j米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
R米米l:米我><米米l:msub>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
c米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
k米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0、1、2米米l:米n>
,米米l:米o>
…米米l:米o>
,米米l:米o>
j米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0、1、2米米l:米n>
,米米l:米o>
…米米l:米o>
,米米l:米o>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1。米米l:米n>
定理5(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B22 " > < / xref > 22])。
让<我nline-formula>
一个米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
米米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
N米米l:米我>米米l:math>
是一个融合分裂,<我nline-formula>
0米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
,<我nline-formula>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
在k内迭代步骤的数目外迭代。然后,迭代序列<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
∞米米l:米我>米米l:msubsup>
由(
20.)收敛于精确解<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
(
2),速度比迭代序列来自(
2)相同的初始值<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
0米米l:米n>
。
通过仔细分析,我们发现迭代序列<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
∞米米l:米我>米米l:msubsup>
由(
20.)仍收敛于精确解<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
(
2)当<我nline-formula>
α米米l:米我><米米l:mo>
>米米l:米o>
1米米l:米n>
。通过类似的证明过程,我们可以得到下面的收敛定理。
定理6。
假设<我nline-formula>
一个米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
米米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
N米米l:米我>米米l:math>
是一个融合分裂,<我nline-formula>
0米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
2米米l:米n>
/米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
,<我nline-formula>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
内迭代步骤的数目在k外迭代。然后,迭代序列<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
∞米米l:米我>米米l:msubsup>
由(
20.)收敛于精确解<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
(
2),速度比迭代序列来自(
2)相同的初始值<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
0米米l:米n>
。
证明。
从方程(
20.),我们可以获得
(21)米米l:米text>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
j米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
j米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
∑米米l:米o>
年代米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
j米米l:米我>米米l:munderover>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
年代米米l:米我>米米l:mrow>
R米米l:米我>米米l:mrow>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
∑米米l:米o>
年代米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
j米米l:米我>米米l:munderover>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
年代米米l:米我>米米l:mrow>
c米米l:米我><米米l:mo>
。米米l:米o>
然后,我们可以得到
(22)米米l:米text>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
=米米l:米o>
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
E米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
c米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
k米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0、1、2米米l:米n>
,米米l:米o>
…米米l:米o>
,米米l:米o>
在哪里<我nline-formula>
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
∑米米l:米o>
年代米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
年代米米l:米我>米米l:mrow>
R米米l:米我>米米l:mrow>
和<我nline-formula>
E米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
∑米米l:米o>
年代米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
年代米米l:米我>米米l:mrow>
。自<我nline-formula>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
的精确解(
1),然后从(
22),我们有
(23)米米l:米text>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
E米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
c米米l:米我><米米l:mo>
,米米l:米o>
k米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0、1、2米米l:米n>
,米米l:米o>
…米米l:米o>
减去方程(
23从方程()
22),我们可以得到
(24)米米l:米text>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
x米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
⋯米米l:米o>
=米米l:米o>
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
⋯米米l:米o>
H米米l:米我>米米l:mrow>
0米米l:米n>
x米米l:米我>米米l:mrow>
0米米l:米n>
−米米l:米o>
x米米l:米我>米米l:mrow>
∗米米l:米我>米米l:mrow>
,米米l:米o>
k米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0、1、2米米l:米n>
,米米l:米o>
…米米l:米o>
,米米l:米o>
(25)米米l:米text>
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
∑米米l:米o>
年代米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
年代米米l:米我>米米l:mrow>
R米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
∑米米l:米o>
年代米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
年代米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
R米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
∑米米l:米o>
年代米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
年代米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
R米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
∑米米l:米o>
年代米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0米米l:米n>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
α米米l:米我><米米l:mi>
R米米l:米我>米米l:mrow>
年代米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
R米米l:米我>米米l:mrow>
。米米l:米o>
让<我nline-formula>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
的特征值<我nline-formula>
R米米l:米我>米米l:math>
;然后,从方程(
25),我们可以得到
(26)米米l:米text>
ϕ米米l:米我><米米l:mi>
我米米l:米我><米米l:mi>
k米米l:米我>米米l:msubsup>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
,米米l:米o>
的特征值<我nline-formula>
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
。
(27)米米l:米text>
ϕ米米l:米我><米米l:mi>
我米米l:米我><米米l:mi>
k米米l:米我>米米l:msubsup>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
λ米米l:米我><米米l:mi>
我米米l:米我><米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
+米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
α米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
=米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
,米米l:米o>
作为<我nline-formula>
米米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
⟶米米l:米o>
∞米米l:米我>米米l:math>
。
例3。
当<我nline-formula>
0米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
≤米米l:米o>
1米米l:米n>
和<我nline-formula>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
:从方程(
27),我们有
(28)米米l:米text>
ϕ米米l:米我><米米l:mi>
我米米l:米我><米米l:mi>
k米米l:米我>米米l:msubsup>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:msub>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1。米米l:米n>
例4。
当<我nline-formula>
1米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
2米米l:米n>
/米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
和<我nline-formula>
λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
≤米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
:自<我nline-formula>
1米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
2米米l:米n>
/米米l:米o>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
,我们可以获得
(29)米米l:米text>
1米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
2米米l:米n>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
⟹米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
2米米l:米n>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
ρ米米l:米我>米米l:mfrac>
⟹米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
,米米l:米o>
1米米l:米n>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
2米米l:米n>
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+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
⟹米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
+米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
<米米l:米o>
2米米l:米n>
⟹米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
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<米米l:米o>
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−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我><米米l:mo>
⟹米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
1米米l:米n>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1。米米l:米n>
因此,从方程(
27),我们就可以立即获得
(30)米米l:米text>
ϕ米米l:米我><米米l:mi>
我米米l:米我><米米l:mi>
k米米l:米我>米米l:msubsup>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我>米米l:mrow>
1米米l:米n>
−米米l:米o>
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λ米米l:米我>米米l:mrow>
我米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mo>
−米米l:米o>
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1米米l:米n>
−米米l:米o>
α米米l:米我><米米l:mi>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1。米米l:米n>
然后,我们可以获得<我nline-formula>
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H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
。接下来,从定理的证明过程
5,我们可以得到<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
H米米l:米我>米米l:mrow>
k米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
为<我nline-formula>
k米米l:米我><米米l:mo>
=米米l:米o>
0、1、2米米l:米n>
,米米l:米o>
⋯米米l:米o>
。
备注4。
自<我nline-formula>
ρ米米l:米我><米米l:mfenced open="(" close=")" separators="|">
R米米l:米我>米米l:mrow>
<米米l:米o>
1米米l:米n>
,然后
(31)米米l:米text>
2米米l:米n>
1米米l:米n>
+米米l:米o>
ρ米米l:米我>米米l:mrow>
>米米l:米o>
1。米米l:米n>
因此,我们的新参数的收敛域<我nline-formula>
α米米l:米我>米米l:math>
在定理
6是更广泛的比收敛域定理
5(
22]。