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tang_zm

新虫 (小有名气)

[求助] Fredholm积分方程解的稳定性 已有1人参与

第二类Fredholm积分方程,是否存在解的不稳定性问题,该如何讨论其解的稳定性?相关文献?谢谢!!
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nagami

木虫 (正式写手)

引用回帖:
10楼: Originally posted by tang_zm at 2014-07-05 16:15:48
些许是我没看懂哈,“存在可数离散的lambda值,就是本征值问题求的那些值”,意思就是齐次方程的特征值去和算子范数做比较,就可以判断方程解的稳定性吗?我是学微波的,临时用到,最近才开始看了些积分方程的书。 ...

数学上微分方程的有个适定性问题,指输入条件,比如初始条件,或者非齐次项。稳定性指当这些条件有微小的扰动,解偏离程度也是小的。
比如以电磁场为例子,你解一个圆形区域的二维helmholtz方程,
(-Δ+k2)u=f,其中,k是常数,边界处u为Dirichlet条件,比如g=0。要问当f有微小变动δf,边界值g有扰动δg时,解f是否能得到控制,比如这样
||u||≤const*(||δf||+||δg||)。
按照上面提到的想法。你需要解对应的本征值问题(-Δ+λ)u=0,一般λ是可数的且逐渐变大到无穷,比如说0<λ1<λ2<...。
因此呢对于上头(-Δ+k2)u=f的问题,除了k2等于本征值点意外的所有k,皆可解且唯一,解满足||u||≤const*(||δf||+||δg||)。
当你的k接近本征值点时,这个const变得很大,导致输入的边界精度看似很高,解的误差可能仍很大。就是数值上的不稳定。但理论是稳定的吧。

其实这个PDE问题等价于第二类Fredholm积分方程问题,你用Green函数可表述出来。
还有以上都是个人臆断,参考下即可。文献倒没有

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女靠衣装;男靠金装
11楼2014-07-05 16:37:38
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普通回帖

tang_zm

新虫 (小有名气)

求助,期待大师出现啊
2楼2014-06-26 10:43:40
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tang_zm

新虫 (小有名气)

顶起,继续求助中。。。
3楼2014-06-27 09:04:15
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tang_zm

新虫 (小有名气)

持续求助中。。。
4楼2014-06-30 08:43:32
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hank612

至尊木虫 (著名写手)

我是纯粹外行, google了一下 " stability of solution of fredholm integral equation of the second kind ", 文献铺天盖地的, 比如,
www.math.uiowa.edu/~atkinson/ftp/Fie_paper.pdf
Matlab算法的
http://homepage.math.uiowa.edu/~atkinson/ftp/Fie_paper.pdf

不过没有看到讨论解的稳定性的(起码题目没有专门指出稳定性研究). 楼主可以自己用百度试试, 或者直接写信问这方向的数学界大牛吧(问导师要个名单,挨个联系)

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

We_must_know. We_will_know.
5楼2014-07-01 02:46:49
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tang_zm

新虫 (小有名气)

送红花一朵
引用回帖:
5楼: Originally posted by hank612 at 2014-07-01 02:46:49
我是纯粹外行, google了一下 " stability of solution of fredholm integral equation of the second kind ", 文献铺天盖地的, 比如,
www.math.uiowa.edu/~atkinson/ftp/Fie_paper.pdf
Matlab算法的
h ...

感谢指点,我是学微波技术的,对专业数学可谓一窍不通啊,还望继续。。。
6楼2014-07-01 14:59:34
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tang_zm

新虫 (小有名气)

呼吁数学大牛出现。。。
7楼2014-07-05 09:55:08
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nagami

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
tang_zm: 金币+15, 有帮助, 感谢哈,看得不是很明白,感觉你说到的是解的存在性和唯一性,而我关心的是解的稳定性呢,手头紧,先给出点分再说,期待继续 2014-07-05 16:06:20
没做过调查,但是可以谈谈想法的
如果积分域有界,这个积分算子就是全连续的线性算子,有些也叫紧算子,看作者自己的定义了。比如
C[a,b]->C[a,b]等。有一个Fredholm二择一性。就是说第二类Fredholm方程表述为y=x-F(x),F就是积分算子。Fredholm二择一性说要么x-F(x)有平凡解,要么对于所有y存在唯一可解。当然Fredholm二择一性是针对normed linear space。
进一步,考虑算子F(x)的谱问题,无穷维空间紧算子的本征谱要么是0,要么是有限集,要么是以0为聚点的无限集。
所以,可以猜测第二类Fredholm方程一旦可解,那解对参数的依赖应该是连续的;不过一旦参数接近本征值点,数值求解,倒会产生数值上的不稳定,接近奇异了。
如果积分域无界,需要额外施加无穷远的等度衰减性质。关于这类积分算子成为紧算子的条件需要查查资料了。
女靠衣装;男靠金装
8楼2014-07-05 10:37:49
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nagami

木虫 (正式写手)

引用回帖:
8楼: Originally posted by nagami at 2014-07-05 10:37:49
没做过调查,但是可以谈谈想法的
如果积分域有界,这个积分算子就是全连续的线性算子,有些也叫紧算子,看作者自己的定义了。比如
C->C等。有一个Fredholm二择一性。就是说第二类Fredholm方程表述为y=x-F(x) ...

“Fredholm二择一性说要么x-F(x)有非平凡解,要么对于所有y存在唯一可解”
要不整理下:第二类Fredholm积分方程有个参数lambda,如果积分域是有界的。积分核连续的,那么一致连续且有界,平方可积是明显的。那在Hilbert空间中讨论,比如平方可积函数空间L2(可分的),这是紧线性算子。比连续函数空间讨论复杂点。但估计是没错的。
这样,当lambda小于某个正值(算子的范数),这样的第二类Fredholm积分方程都存在唯一解,稳定的。
lambda大于某个正值,在这个区域上,存在可数离散的lambda值,就是本征值问题求的那些值。当lambda接近这些本征值,数值稳定性会越来越差。不过所有可解的lambda值,应该是个开集。这样解具有连续依赖参数的特性。
女靠衣装;男靠金装
9楼2014-07-05 11:40:12
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tang_zm

新虫 (小有名气)

引用回帖:
9楼: Originally posted by nagami at 2014-07-05 11:40:12
“Fredholm二择一性说要么x-F(x)有非平凡解,要么对于所有y存在唯一可解”
要不整理下:第二类Fredholm积分方程有个参数lambda,如果积分域是有界的。积分核连续的,那么一致连续且有界,平方可积是明显的。那在 ...

些许是我没看懂哈,“存在可数离散的lambda值,就是本征值问题求的那些值”,意思就是齐次方程的特征值去和算子范数做比较,就可以判断方程解的稳定性吗?我是学微波的,临时用到,最近才开始看了些积分方程的书。在我看的只有关于第I类Fredholm积分方程解的稳定性的问题呢。您上面所说的有对应参考文献吗,希望得到更详细的指点,谢谢
10楼2014-07-05 16:15:48
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