不适定问题的拟光滑化方法及其应用

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基于Phillips的光滑化思想,在第一类算子方程和第二类算子方程间建立同伦关系,提出拟光滑化方法,并对光滑参数的选取进行一定研究。数值实验结果表明,对模拟真解振荡稍剧烈的问题,该方法是可行的。但对没有振荡的问题,不如光滑化方法有效,且实际中并不知道真解的振荡情况,因此单一采用任何一种方法都可能不精确,故考虑在拟光滑化方法的基础上进行修正,通过控制权重系数,将两者的效果综合起来。这样,当权重系数小的时候,光滑化方法起主要作用,能较好地模拟连续有轻微振荡的真解;权重系数大的时候,拟光滑化方法起主要作用,能相对较好地模拟振荡稍剧烈的真解。  虽然对真解振荡稍剧烈的情况,拟光滑化方法和修正的拟光滑化方法能够相对较好地模拟,但对振荡更剧烈的情况,无论两者中的哪一个,模拟效果都不好。故考虑将定义区间分段,从而降低振荡性,即采用区间分段法,在每一个小区间上应用拟光滑化方法和修正拟光滑化方法求解,再将每个区间上的数值解联合起来分析。数值实验结果表明,区间分段法是非常有效的,并且在每个小区间上,采用拟光滑化方法的效果要比采用光滑化方法的效果好。值得注意的是,区间分段时,最好不要分得太细,否则会影响运算速度。  将修正拟光滑化方法与三次样条函数法结合,求解第一类Fredholm积分方程。首先用三次样条函数法对积分方程数值离散,得到病态线性方程组,再用修正拟光滑化方法求解此方程组。数值实验结果表明,方法是有效的。
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