Аннотация:
Рассматривается задача квадратичной минимизации в гильбертовых пространствах при наличии ограничений, заданных линейным операторным уравнением и выпуклым квадратичным неравенством.
Основная особенность постановки задачи состоит в том, что практически доступные аппроксимации точных линейных операторов, задающих критерий и ограничения, сходятся к ним не по равномерной операторной норме, а лишь сильно поточечно, что делает невозможным обоснованное применение классических методов регуляризации.
В работе предлагается метод регуляризации, применимый при наличии оценок погрешности приближенных операторов в парах других операторных норм, более слабых по сравнению с исходными.
Для каждого из операторов пара соответствующих ему ослабленных операторных норм получается за счет усиления нормы в области его определения и ослабления нормы во множестве его значений.
Ослабление операторных норм, как правило, позволяет оценить погрешности в операторах, когда это было принципиально невозможно в исходных нормах, например, при конечномерной аппроксимации некомпактного оператора.
От исходной оптимизационной постановки осуществляется переход к задаче поиска седловой точки функции Лагранжа.
Предлагаемый численный метод поиска седла представляет собой итерационную регуляризованную экстраградиентную двухэтапную процедуру.
На каждой итерации на первом этапе уточняется приближение к оптимальному значению критерия, а на втором этапе происходит уточнение ее приближенного решения по основной переменной.
По сравнению с методами, разработанными авторами ранее и работающими в подобных информационных условиях, данный метод предпочтительнее при практической реализации, поскольку не требует обязательной сходимости градиентного шага к нулю.
Основным результатом работы является доказательство сильной сходимости генерируемых методом приближений к одному из точных решений исходной задачи по норме исходного пространства.
Ключевые слова:
задача квадратичной минимизации, приближенные данные, численное решение, некорректная задача, регуляризация, экстраградиентный метод, функция Лагранжа, седловая точка.
Статья опубликована при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках реализации программы Московского центра фундаментальной и прикладной математики по соглашению № 075-15-2022-284.
Поступила в редакцию: 16.02.2024 Исправленный вариант: 27.02.2024 Принята в печать: 28.02.2024
Англоязычная версия: Proceedings of the Steklov Institute of Mathematics (Supplement Issues), 2024, Volume 325, Issue 1, Pages S17–S32 DOI: https://doi.org/10.1134/S0081543824030027
Образец цитирования:
Л. А. Артемьева, А. А. Дряженков, М. М. Потапов, “Устойчивое решение неравномерно возмущенной задачи квадратичной минимизации экстраградиентным методом с отделенным от нуля шагом”, Тр. ИММ УрО РАН, 30, № 2, 2024, 7–22; Proc. Steklov Inst. Math., 325, suppl. 1 (2024), S17–S32