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Geraghty近端压缩映射的最佳逼近点

摘要

本文利用Geraghty定理推广了第一类和第二类近端收缩的概念,并建立了近端收缩的最佳邻近点定理。我们的结果改进并扩展了Sadiq Basha和其他人最近的结果。

理学硕士:47H09、47H10。

1引言

几个问题可以建模为以下形式的方程T型x个=x个,其中T型是定义在度量空间、赋范线性空间、拓扑向量空间或某些合适空间的子集上的给定自映射。然而,如果T型是来自的非自映射A类B类则上述方程不一定会有解。在这种情况下,可以考虑找到一个近似的解决方案x个在里面A类这样的错误d日(x个,T型x个)是最小值,其中d日是距离函数。鉴于以下事实d日(x个,T型x个)至少是d日(A类,B类),最佳邻近点定理保证了d日(x个,T型x个)根据近似解的要求x个满足条件d日(x个,T型x个)=d日(A类,B类)这种最佳近似解称为映射的最佳邻近点T型有趣的是,最佳邻近定理也可以作为不动点定理的自然推广,因为如果考虑的映射是自映射,则最佳邻近点将成为不动点。

Fan介绍了一个经典的最佳逼近定理[1],也就是说,如果A类是Hausdorff局部凸拓扑向量空间的非空紧凸子集B类T型:A类B类是连续映射,则存在一个元素x个A类这样的话d日(x个,T型x个)=d日(T型x个,A类)之后,几位作者,包括Prolla[2],帝国[]、塞格尔和辛格[4,5],导出了范定理在多个方向上的推广。关于收缩最佳接近点存在性的其他研究可参见[614].

1922年,巴拿赫证明了完备度量空间中的每一个压缩映射都有一个唯一的不动点,这就是巴拿赫不动点定理或巴拿赫压缩原理。自巴拿赫不动点定理以来,许多作者以多种方式对该定理进行了推广、改进和推广。巴拿赫不动点定理的一些应用可以在[1518]. 其中一个概括是由于杰拉蒂[19]如下所示。

定理1.1[19]

(X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 (f) 做一个自我-映射于 X(X) 这样,对于每个 x个,X(X) 令人满意的

d日((f)x个,(f))α ( d日 ( x个 , ) ) d日(x个,),
(1.1)

哪里 αS公司, 是来自的函数族 [0,) 进入之内 [0,1) 满足条件的

α( t吨 n个 )1 t吨 n个 0.

然后是序列 { (f) n个 } 收敛到的唯一不动点 (f) 在里面 X(X).

2005年,埃尔德雷德等。[20]得到了相对非扩张映射的最佳邻近点定理。几类收缩的最佳邻近点定理在[2125].

最近,萨迪克·巴沙[26]给出了第一类和第二类邻近压缩存在最佳邻近点的充要条件,它们是压缩自映射的非自映射类似物,并建立了一些最佳邻近点和收敛定理。

本文的目的是通过给出具有最佳邻近点的必要条件,引入比第一类和第二类邻近收缩更一般的新的邻近收缩类,并给出一些主要结果的示例。本文的结果是Sadiq Basha在[26]以及文献中的一些结果。

2准备工作

给定的非空子集A类B类度量空间的(X(X),d日),我们回顾以下将在下文中使用的符号和概念。

d日 ( A类 , B类 ) : = inf公司 { d日 ( x个 , ) : x个 A类 B类 } , A类 0 : = { x个 A类 : d日 ( x个 , ) = d日 ( A类 , B类 ) 对一些人来说 B类 } , B类 0 : = { B类 : d日 ( x个 , ) = d日 ( A类 , B类 ) 对一些人来说 x个 A类 } .

如果A类B类,然后 A类 0 B类 0 是非空的。此外,值得注意的是 A类 0 B类 0 包含在A类B类分别提供A类B类是赋范线性空间的闭子集d日(A类,B类)>0(请参见[27]).

定义2.1[26]

地图T型:A类B类称为第一类近端收缩如果存在k个[0,1)这样的话

d日 ( u个 , T型 x个 ) = d日 ( A类 , B类 ) d日 ( v(v) , T型 ) = d日 ( A类 , B类 ) } d日(u个,v(v))k个d日(x个,)

为所有人u个,v(v),x个,A类.

很容易看出,第一种近端收缩的自映射恰恰是一种收缩。然而,非自身近端收缩不一定是收缩。

定义2.2[26]

地图T型:A类B类称为第二类近端收缩如果存在k个[0,1)这样的话

d日 ( u个 , T型 x个 ) = d日 ( A类 , B类 ) d日 ( v(v) , T型 ) = d日 ( A类 , B类 ) } d日(T型u个,T型v(v))k个d日(T型x个,T型)

为所有人,b条,x个,A类.

定义2.3S公司:A类B类T型:B类A类是映射。这对(S公司,T型)称为近端循环收缩对如果存在k个[0,1)这样的话

d日 ( , S公司 x个 ) = d日 ( A类 , B类 ) d日 ( b条 , T型 ) = d日 ( A类 , B类 ) } d日(,b条)k个d日(x个,)+(1k个)d日(A类,B类)

为所有人,x个A类b条,B类.

定义2.4S公司:A类B类:A类A类是等距的。映射S公司据说可以保护等距距离关于如果

d日(S公司x个,S公司)=d日(S公司x个,S公司)

为所有人x个,A类.

定义2.5A分x个A类称为最佳接近点映射的S公司:A类B类如果满足以下条件

d日(x个,S公司x个)=d日(A类,B类).

可以观察到,如果底层映射是自映射,则最佳接近度会减少到一个固定点。

3主要结果

在这一节中,我们引入了一类新的近端压缩,即所谓的Geraghty近端压缩映射,并证明了这类映射的最佳逼近定理。

定义3.1地图T型:A类B类被称为杰拉蒂第一类近端收缩如果,则存在βS公司这样的话

d日 ( u个 , T型 x个 ) = d日 ( A类 , B类 ) d日 ( v(v) , T型 ) = d日 ( A类 , B类 ) } d日(u个,v(v))β ( d日 ( x个 , ) ) d日(x个,)

为所有人u个,v(v),x个,A类.

定义3.2地图T型:A类B类被称为杰拉蒂第二类近端收缩如果,则存在βS公司这样的话

d日 ( u个 , T型 x个 ) = d日 ( A类 , B类 ) d日 ( v(v) , T型 ) = d日 ( A类 , B类 ) } d日(T型u个,T型v(v))β ( d日 ( T型 x个 , T型 ) ) d日(T型x个,T型)

为所有人u个,v(v),x个,A类.

很容易看出,如果我们采取β(t吨)=k个,其中k个[0,1)然后,第一类杰拉蒂近端收缩和第二类杰拉蒂近端收缩分别减少为第一类近端收缩(定义2.1)和第二种近端收缩。

接下来,我们扩展了Sadiq Basha的结果[26]Banach的不动点定理适用于满足Geraghty的近端收缩条件的非自映射的情况。

定理3.3 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 A类,B类 是的非空闭子集 X(X) 这样的话 A类 0 B类 0 不是空的. S公司:A类B类,T型:B类A类 :A类B类A类B类 满足以下条件:

  1. (a)

    S公司 T型 杰拉蒂的近端收缩是第一种;

  2. (b)

    是等距;

  3. (c)

    这对 (S公司,T型) 是近端周期性收缩;

  4. (d)

    S公司( A类 0 ) B类 0 ,T型( B类 0 ) A类 0 ;

  5. (e)

    A类 0 ( A类 0 ) B类 0 ( B类 0 ).

然后存在一个独特的点 x个A类 而且有一个独特的点 B类 这样的话

d日(x个,S公司x个)=d日(,T型)=d日(x个,)=d日(A类,B类).

此外,对于任何固定 x个 0 A类 0 ,顺序 { x个 n个 } 由定义

d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类)

收敛到元素 x个.对于任何固定 0 B类 0 ,顺序 { n个 } 由定义

d日( n个 + 1 ,T型 n个 )=d日(A类,B类)

收敛到元素 .

另一方面,一个序列 { u个 n个 } 在里面 A类 收敛到 x个 如果存在一个正数序列 { ϵ n个 } 这样的话

n个 ϵ n个 =0,d日( u个 n个 + 1 , z(z) n个 + 1 ) ϵ n个 ,

哪里 z(z) n个 + 1 A类 满足以下条件 d日( z(z) n个 + 1 ,S公司 u个 n个 )=d日(A类,B类).

证明 x个 0 在中是一个固定元素 A类 0 .鉴于以下事实S公司( A类 0 ) B类 0 A类 0 ( A类 0 ),因此存在一个元素 x个 1 A类 0 这样的话

d日( x个 1 ,S公司 x个 0 )=d日(A类,B类).

再一次,因为S公司( A类 0 ) B类 0 A类 0 ( A类 0 ),存在一个元素 x个 2 A类 0 这样的话

d日( x个 2 ,S公司 x个 1 )=d日(A类,B类).

通过同样的方法,我们可以发现 x个 n个 在里面 A类 0 这样的话

d日( x个 n个 ,S公司 x个 n个 1 )=d日(A类,B类).

因此,归纳起来,我们可以确定一个元素 x个 n个 + 1 A类 0 这样的话

d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类).
(3.1)

S公司( A类 0 ) B类 0 A类 0 ( A类 0 ),S公司是Geraghty的第一种近端收缩,是一个等距和的属性β,对于每个n个1

d日 ( x个 n个 + 1 , x个 n个 ) = d日 ( x个 n个 + 1 , x个 n个 ) β ( d日 ( x个 n个 , x个 n个 1 ) ) d日 ( x个 n个 , x个 n个 1 ) d日 ( x个 n个 , x个 n个 1 ) ,

这意味着序列{d日( x个 n个 + 1 , x个 n个 )}是非增量的,在下面有界。因此存在第页0这样的话 n个 d日( x个 n个 + 1 , x个 n个 )=第页。假设第页>0.请注意

d日 ( x个 n个 + 1 , x个 n个 ) d日 ( x个 n个 , x个 n个 1 ) β ( d日 ( x个 n个 , x个 n个 1 ) ) ,

这意味着 n个 β(d日( x个 n个 , x个 n个 1 ))=1.自βS公司,我们有第页=0这是一个矛盾,因此

n个 d日( x个 n个 1 , x个 n个 )=0.
(3.2)

现在,我们声称{ x个 n个 }是一个柯西序列。假设{ x个 n个 }不是Cauchy序列。然后就有了ε>0和子序列{ x个 k个 },{ x个 n个 k个 }属于{ x个 n个 }这样,对于任何 n个 k个 > k个 k个

第页 k个 :=d日( x个 k个 , x个 n个 k个 )ε,d日( x个 k个 , x个 n个 k个 1 )<ε

对于任何k个{1,2,,}对于每个n个1,让 α n个 :=d日( x个 n个 + 1 , x个 n个 ).那么我们有

ε 第页 k个 d日 ( x个 k个 , x个 n个 k个 1 ) + d日 ( x个 n个 k个 1 , x个 n个 k个 ) < ε + α n个 k个 1
(3.3)

因此,从(3.2)和(3.3)可以得出

k个 第页 k个 =ε.
(3.4)

还请注意

ε 第页 k个 d日 ( x个 k个 , x个 k个 + 1 ) + d日 ( x个 n个 k个 + 1 , x个 n个 k个 ) + d日 ( x个 k个 + 1 , x个 n个 k个 + 1 ) = α k个 + α n个 k个 + d日 ( x个 k个 + 1 , x个 n个 k个 + 1 ) α k个 + α n个 k个 + β ( d日 ( x个 k个 , x个 n个 k个 ) ) d日 ( x个 k个 , x个 n个 k个 )

等等

第页 k个 α k个 α n个 k个 d日 ( x个 k个 , x个 n个 k个 ) β ( d日 ( x个 k个 , x个 n个 k个 ) ) .

k个在上述不等式中,通过(3.2)、(3.4)和βS公司,我们得到ε=0,这是一个矛盾。所以我们知道序列{ x个 n个 }是一个柯西序列。因此{ x个 n个 }收敛到某个元素x个A类.

同样,鉴于以下事实T型( B类 0 ) A类 0 A类 0 ( A类 0 ),我们可以得出结论,存在一个序列{ n个 }使得它收敛到某个元素B类.因为这对(S公司,T型)是近端周期性收缩是等距的,我们有

d日( x个 n个 + 1 , n个 + 1 )=d日( x个 n个 + 1 , n个 + 1 )k个d日( x个 n个 , n个 )+(1k个)d日(A类,B类).
(3.5)

n个在(3.5)中,如下所示

d日(x个,)=d日(A类,B类)
(3.6)

等等x个 A类 0 B类 0 .自S公司( A类 0 ) B类 0 T型( B类 0 ) A类 0 ,存在u个A类v(v)B类这样的话

d日(u个,S公司x个)=d日(A类,B类),d日(v(v),T型)=d日(A类,B类).
(3.7)

从(3.1)和(3.7)开始,自S公司是Geraghty的第一种近端收缩S公司,我们得到

d日(u个, x个 n个 + 1 )β ( d日 ( x个 , x个 n个 ) ) d日(x个, x个 n个 ).
(3.8)

出租n个在上述不等式中,我们得到d日(u个,x个)0等等u个=x个因此,我们有

d日(x个,S公司x个)=d日(A类,B类).
(3.9)

同样,我们可以证明v(v)=等等

d日(,T型)=d日(A类,B类).
(3.10)

从(3.6)、(3.9)和(3.10),我们得到

d日(x个,)=d日(x个,S公司x个)=d日(,T型)=d日(A类,B类).

接下来,为了证明唯一性,假设存在 x个 A类 B类具有x个 x个 这样的话

d日 ( x个 , S公司 x个 ) =d日(A类,B类),d日 ( , T型 ) =d日(A类,B类).

是等距的,并且S公司是杰拉蒂的第一种近端收缩

d日 ( x个 , x个 ) =d日 ( x个 , x个 ) β ( d日 ( x个 , x个 ) ) d日 ( x个 , x个 )

因此

1= d日 ( x个 , x个 ) d日 ( x个 , x个 ) β ( d日 ( x个 , x个 ) ) <1,

这是一个矛盾。因此,我们有x个= x个 同样,我们可以证明= .

另一方面,让{ u个 n个 }成为一个序列A类{ ϵ n个 }是一个正实数序列,这样

n个 ϵ n个 =0,d日( u个 n个 + 1 , z(z) n个 + 1 ) ϵ n个 ,
(3.11)

哪里 z(z) n个 + 1 A类满足以下条件

d日( z(z) n个 + 1 ,S公司 u个 n个 )=d日(A类,B类).
(3.12)

根据(3.1)和(3.12),自S公司是Geraghty的第一种近端收缩是等距的,我们有

d日( x个 n个 + 1 , z(z) n个 + 1 )=d日( x个 n个 + 1 , z(z) n个 + 1 )β ( d日 ( x个 n个 , u个 n个 ) ) d日( x个 n个 , u个 n个 ).

对于任何ϵ>0,选择一个正整数N个这样的话 ϵ n个 ϵ为所有人n个N个.请注意

d日 ( x个 n个 + 1 , u个 n个 + 1 ) d日 ( x个 n个 + 1 , z(z) n个 + 1 ) + d日 ( z(z) n个 + 1 , u个 n个 + 1 ) β ( d日 ( x个 n个 , u个 n个 ) ) d日 ( x个 n个 , u个 n个 ) + ϵ n个 d日 ( x个 n个 , u个 n个 ) + ϵ .

ϵ>0是武断的,我们可以得出结论n个N个顺序{d日( x个 n个 , u个 n个 )}是非递增的,并且在下面有界,因此收敛到一些非负实数 第页 .由于序列{ x个 n个 }收敛到x个,我们得到

n个 d日( u个 n个 ,x个)= n个 d日( u个 n个 , x个 n个 )= 第页 .
(3.13)

假设 第页 >0.自

d日 ( u个 n个 + 1 , x个 ) d日 ( u个 n个 + 1 , x个 n个 + 1 ) + d日 ( x个 n个 + 1 , x个 ) β ( d日 ( x个 n个 , u个 n个 ) ) d日 ( x个 n个 , u个 n个 ) + ϵ n个 + d日 ( x个 n个 + 1 , x个 ) ,
(3.14)

由不等式(3.11)、(3.13)和(3.14)可知

d日 ( u个 n个 + 1 , x个 ) ϵ n个 d日 ( x个 n个 + 1 , x个 ) d日 ( x个 n个 , u个 n个 ) β ( d日 ( x个 n个 , u个 n个 ) ) <1,
(3.15)

这意味着β(d日( x个 n个 , u个 n个 ))1等等d日( u个 n个 , x个 n个 )0也就是说,

n个 d日( u个 n个 ,x个)= n个 d日( u个 n个 , x个 n个 )=0,

这是一个矛盾。因此 第页 =0因此{ u个 n个 }收敛到该点x个这就完成了证明。 □

如果是定理3.3中的恒等映射,然后我们得到以下结果。

推论3.4 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 A类,B类 是的非空闭子集 X(X).进一步,假设是这样 A类 0 B类 0 不是空的. S公司:A类B类,T型:B类A类 :A类B类A类B类 是满足以下条件的映射:

  1. (a)

    S公司 T型 杰拉蒂的近端收缩是第一种;

  2. (b)

    S公司( A类 0 ) B类 0 ,T型( B类 0 ) A类 0 ;

  3. (c)

    这对 (S公司,T型) 是近端周期性收缩.

然后存在一个独特的点 x个A类 而且有一个独特的点 B类 这样的话

d日(x个,S公司x个)=d日(,T型)=d日(x个,)=d日(A类,B类).

如果我们采取β(t吨)=k个,其中0k个<1,我们得到以下推论。

推论3.5[26]

(X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 A类,B类 是的非空闭子集 X(X).进一步,假设是这样 A类 0 B类 0 不是空的. S公司:A类B类,T型:B类A类 :A类B类A类B类 是满足以下条件的映射:

  1. (a)

    S公司 T型 是第一种近端收缩;

  2. (b)

    是等距的;

  3. (c)

    这对 (S公司,T型) 是近端周期性收缩;

  4. (d)

    S公司( A类 0 ) B类 0 ,T型( B类 0 ) A类 0 ;

  5. (e)

    A类 0 ( A类 0 ) B类 0 ( B类 0 ).

然后存在一个独特的点 x个A类 而且有一个独特的点 B类 这样的话

d日(x个,S公司x个)=d日(,T型)=d日(x个,)=d日(A类,B类).

此外,对于任何固定 x个 0 A类 0 ,顺序 { x个 n个 } 由定义

d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类)

收敛到元素 x个.对于任何固定 0 B类 0 ,顺序 { n个 } 由定义

d日( n个 + 1 ,T型 n个 )=d日(A类,B类)

收敛到元素 .

如果是推论3.5中的恒等映射,我们得到以下推论。

推论3.6 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 A类,B类 是的非空闭子集 X(X).进一步,假设是这样 A类 0 B类 0 不是空的. S公司:A类B类,T型:B类A类 :A类B类A类B类 是满足以下条件的映射:

  1. (a)

    S公司 T型 是第一种近端收缩;

  2. (b)

    S公司( A类 0 ) B类 0 ,T型( B类 0 ) A类 0 ;

  3. (c)

    这对 (S公司,T型) 是近端周期性收缩.

然后存在一个独特的点 x个A类 并且存在一个独特的点 B类 这样的话

d日(x个,S公司x个)=d日(,T型)=d日(x个,)=d日(A类,B类).

接下来,我们建立了第一类和第二类Geraghty近似压缩的非自映射的最佳邻近点定理。

定理3.7 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 A类,B类 是的非空闭子集 X(X).进一步,假设是这样 A类 0 B类 0 不是空的. S公司:A类B类 :A类A类 是满足以下条件的映射:

  1. (a)

    S公司 是杰拉蒂的第一种和第二种近端收缩;

  2. (b)

    是等距;

  3. (c)

    S公司 保留相对于以下对象的等轴测距离 ;

  4. (d)

    S公司( A类 0 ) B类 0 ;

  5. (e)

    A类 0 ( A类 0 ).

然后存在一个独特的点 x个A类 这样的话

d日(x个,S公司x个)=d日(A类,B类).

此外,对于任何固定 x个 0 A类 0 ,顺序 { x个 n个 } 由定义

d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类)

收敛到元素 x个.

另一方面,一个序列 { u个 n个 } 在里面 A类 收敛到 x个 如果存在序列 { ϵ n个 } 正数,使得

n个 ϵ n个 =0,d日( u个 n个 + 1 , z(z) n个 + 1 ) ϵ n个 ,

哪里 z(z) n个 + 1 A类 满足以下条件 d日( z(z) n个 + 1 ,S公司 u个 n个 )=d日(A类,B类).

证明S公司( A类 0 ) B类 0 A类 0 ( A类 0 ),如定理3.3的证明,我们可以构造序列{ x个 n个 }在里面 A类 0 这样的话

d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类)
(3.16)

对于每个n个1.自是等距的,并且S公司我们看到的是杰拉蒂的第一种近端收缩

d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )=d日( x个 n个 , x个 n个 + 1 )β ( d日 ( x个 n个 , x个 n个 1 ) ) d日( x个 n个 , x个 n个 1 )

为所有人n个1同样,我们可以证明{ x个 n个 }是一个柯西序列,因此它收敛于x个A类.自S公司是Geraghty的第二种近端收缩,并保持相对于,我们有

d日 ( S公司 x个 n个 , S公司 x个 n个 + 1 ) = d日 ( S公司 x个 n个 , S公司 x个 n个 + 1 ) β ( d日 ( S公司 x个 n个 1 , S公司 x个 n个 ) ) d日 ( S公司 x个 n个 1 , S公司 x个 n个 ) d日 ( S公司 x个 n个 1 , S公司 x个 n个 ) ,

这意味着序列{d日(S公司 x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )}是非增量的,在下面有界。因此存在第页0这样的话

n个 d日(S公司 x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=第页.

假设第页>0.请注意

d日 ( S公司 x个 n个 , S公司 x个 n个 + 1 ) d日 ( S公司 x个 n个 1 , S公司 x个 n个 ) β ( d日 ( S公司 x个 n个 1 , S公司 x个 n个 ) ) .

k个在上述不等式中,我们得到β(d日(S公司 x个 n个 1 ,S公司 x个 n个 ))1.自βS公司,我们有第页=0这是一个矛盾,因此

n个 d日(S公司 x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=0.
(3.17)

现在,我们声称{S公司 x个 n个 }是一个柯西序列。假设{S公司 x个 n个 }不是Cauchy序列。然后就有了ε>0和子序列{S公司 x个 k个 },{S公司 x个 n个 k个 }属于{S公司 x个 n个 }这样,对于任何 n个 k个 > k个 k个,

第页 k个 :=d日(S公司 x个 k个 ,S公司 x个 n个 k个 )ε,d日(S公司 x个 k个 ,S公司 x个 n个 k个 1 )<ε

对于任何k个{1,2,,}对于每个n个1,让 γ n个 :=d日(S公司 x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 ).那么我们有

ε 第页 k个 d日 ( S公司 x个 k个 , S公司 x个 n个 k个 1 ) + d日 ( S公司 x个 n个 k个 1 , S公司 x个 n个 k个 ) < ε + γ n个 k个 1
(3.18)

从(3.17)和(3.18)可以得出

k个 第页 k个 =ε.

还请注意

ε 第页 k个 d日 ( S公司 x个 k个 , S公司 x个 k个 + 1 ) + d日 ( S公司 x个 n个 k个 + 1 , S公司 x个 n个 k个 ) + d日 ( S公司 x个 k个 + 1 , S公司 x个 n个 k个 + 1 ) = γ k个 + γ n个 k个 + d日 ( S公司 x个 k个 + 1 , S公司 x个 n个 k个 + 1 ) γ k个 + γ n个 k个 + β ( d日 ( S公司 x个 k个 , S公司 x个 n个 k个 ) ) d日 ( S公司 x个 k个 , S公司 x个 n个 k个 ) .

因此,它遵循

1= k个 第页 k个 γ k个 γ n个 k个 d日 ( S公司 x个 k个 , S公司 x个 n个 k个 ) k个 β ( d日 ( S公司 x个 k个 , S公司 x个 n个 k个 ) ) <1

等等 k个 β(d日(S公司 x个 k个 ,S公司 x个 n个 k个 ))=1.自βS公司,我们有 k个 d日(S公司 x个 k个 ,S公司 x个 n个 k个 )=0也就是说,ε=0,这是一个矛盾。因此,我们得到了索赔,然后它收敛到B类因此,我们可以得出以下结论

d日(x个,)= n个 d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类),

这意味着x个 A类 0 .自 A类 0 ( A类 0 ),我们有x个=z(z)对一些人来说z(z) A类 0 然后d日(x个,z(z))=0.事实上是等距的,我们有d日(x个,z(z))=d日(x个,z(z))=0.因此x个=z(z)等等x个 A类 0 .自S公司( A类 0 ) B类 0 ,存在u个A类这样的话

d日(u个,S公司x个)=d日(A类,B类).
(3.19)

S公司是Geraghty的第一类近端收缩,由(3.16)和(3.19)得出

d日(u个, x个 n个 + 1 )β ( d日 ( x个 , x个 n个 ) ) d日(x个, x个 n个 )
(3.20)

为所有人n个1.采取n个在(3.20)中,顺序如下{ x个 n个 }收敛到一点u个.自是连续的,并且 n个 x个 n个 =x个,我们有 x个 n个 x个作为n个.通过极限的唯一性,我们得出如下结论u个=x个因此,可以这样说d日(x个,S公司x个)=d日(u个,S公司x个)=d日(A类,B类).

证明的唯一性和剩余部分来自定理3.3的证明。这就完成了证明。 □

如果是定理3.7中的恒等式映射,然后我们得到以下结果。

推论3.8 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 A类,B类 是的非空闭子集 X(X).进一步,假设是这样 A类 0 B类 0 不是空的. S公司:A类B类 是满足以下条件的映射:

  1. (a)

    S公司 是杰拉蒂的第一种和第二种近端收缩;

  2. (b)

    S公司( A类 0 ) B类 0 .

然后存在一个独特的点 x个A类 这样的话

d日(x个,S公司x个)=d日(A类,B类).

此外,对于任何固定 x个 0 A类 0 ,顺序 { x个 n个 } 由定义

d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类)

收敛到最佳接近点 x个 属于 S公司.

如果我们采取β(t吨)=k个在定理3.7中,其中0k个<1,我们得到以下结果。

推论3.9[26]

(X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 A类,B类 是的非空闭子集 X(X).进一步,假设是这样 A类 0 B类 0 不是空的. S公司:A类B类 :A类A类 是满足以下条件的映射:

  1. (a)

    S公司 是第一种和第二种近端收缩;

  2. (b)

    是等距;

  3. (c)

    S公司 保留相对于的等轴测距离 ;

  4. (d)

    S公司( A类 0 ) B类 0 ;

  5. (e)

    A类 0 ( A类 0 ).

然后存在一个独特的点 x个A类 这样的话

d日(x个,S公司x个)=d日(A类,B类).

此外,对于任何固定 x个 0 A类 0 ,顺序 { x个 n个 } 由定义

d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类)

收敛到元素 x个.

如果是推论3.9中的恒等式映射,然后我们得到以下结果。

推论3.10 (X(X),d日) 是一个完备的度量空间,并让 A类,B类 是的非空闭子集 X(X).进一步,假设是这样 A类 0 B类 0 不是空的. S公司:A类B类 是满足以下条件的映射:

  1. (a)

    S公司 是第一种和第二种近端收缩;

  2. (b)

    S公司( A类 0 ) B类 0 .

然后存在一个独特的点 x个A类 这样的话

d日(x个,S公司x个)=d日(A类,B类).

此外,对于任何固定 x个 0 A类 0 ,顺序 { x个 n个 } 由定义

d日( x个 n个 + 1 ,S公司 x个 n个 )=d日(A类,B类)

收敛到最佳接近点 x个 属于 S公司.

4个示例

接下来,我们举例说明定义3.1与定义2.1不同;此外,我们给出了一个支持定理3.3的例子。首先,我们为我们的示例给出了一些命题,如下所示。

提议4.1 (f):[0,)[0,) 是由定义的函数 (f)(t吨)=自然对数(1+t吨).然后我们有以下不等式:

(f)()(f)(b条)(f) ( | b条 | )
(4.1)

为所有人 ,b条[0,).

证明如果x个=,我们已经完成了。假设x个>.既然我们已经

1 + x个 1 + = 1 + x个 + 1 + =1+ x个 1 + <1+|x个|,

因此自然对数(1+x个)自然对数(1+)<自然对数(1+|x个|).在这种情况下x个<通过类似的论证,我们可以证明不等式(4.1)成立。 □

提议4.2 对于每个 x个,R(右),我们得到以下不等式成立:

1 ( 1 + | x个 | ) ( 1 + | | ) 1 1 + | x个 | .

证明

1 + | x个 | 1 + | x个 | + | | 1 + | x个 | + | | + | x个 | | | = ( 1 + | x个 | ) ( 1 + | | ) ,

以便

1 ( 1 + | x个 | ) ( 1 + | | ) 1 1 + | x个 | .

 □

示例4.3考虑完整的度量空间 R(右) 2 使用欧几里得公制。

A类= { ( 0 , x个 ) : x个 R(右) } ,B类= { ( 2 , ) : R(右) } .

然后d日(A类,B类)=2.定义映射S公司:A类B类如下:

S公司 ( ( 0 , x个 ) ) = ( 2 , 自然对数 ( 1 + | x个 | ) ) .

首先,我们展示S公司是Geraghty的第一种近端收缩βS公司由定义

β(t吨)={ 1 , t吨 = 0 , 自然对数 ( 1 + t吨 ) t吨 , t吨 > 0 .

(0, x个 1 ),(0, x个 2 ),(0, 1 )(0, 2 )成为元素A类令人满意的

d日 ( ( 0 , 1 ) , S公司 ( 0 , x个 1 ) ) =d日(A类,B类)=2,d日 ( ( 0 , 2 ) , S公司 ( 0 , x个 2 ) ) =d日(A类,B类)=2.

那么我们有 =自然对数(1+| x个 |)对于=1,2.如果 x个 1 = x个 2 ,我们已经完成了。假设 x个 1 x个 2 然后,根据命题4.1和函数(f)(x个)=自然对数(1+t吨)正在增加,我们有

d日 ( ( 0 , 1 ) , ( 0 , 2 ) ) = d日 ( ( 0 , 自然对数 ( 1 + | x个 1 | ) ) , ( 0 , 自然对数 ( 1 + | x个 2 | ) ) ) = | 自然对数 ( 1 + | x个 1 | ) 自然对数 ( 1 + | x个 2 | ) | | 自然对数 ( 1 + | | x个 1 | | x个 2 | | ) | | 自然对数 ( 1 + | x个 1 x个 2 | ) | = | 自然对数 ( 1 + | x个 1 x个 2 | ) | | x个 1 x个 2 | | x个 1 x个 2 | = β ( d日 ( ( 0 , x个 1 ) , ( 0 , x个 2 ) ) ) d日 ( ( 0 , x个 1 ) , ( 0 , x个 2 ) ) .

因此S公司是Geraghty的第一种近端收缩。

接下来,我们证明S公司不是第一种近端收缩。假设S公司是第一种近端收缩(0, x个 ),(0, ),(0, ),(0, b条 )A类令人满意的

d日 ( ( 0 , x个 ) , S公司 ( 0 , ) ) =d日(A类,B类)=2d日 ( ( 0 , ) , S公司 ( 0 , b条 ) ) =d日(A类,B类)=2,
(4.2)

存在k个[0,1)这样的话

d日 ( ( 0 , x个 ) , ( 0 , ) ) k个d日 ( ( 0 , ) , ( 0 , b条 ) ) .

从(4.2)中,我们得到 x个 =自然对数(1+| |) =自然对数(1+| b条 |)等等

| 自然对数 ( 1 + | | ) 自然对数 ( 1 + | b条 | ) | = d日 ( ( 0 , x个 ) , ( 0 , ) ) k个 d日 ( ( 0 , ) , ( 0 , b条 ) ) = k个 | b条 | .

出租 b条 =0,我们得到

1= | | 0 + | 自然对数 ( 1 + | | ) | | | k个<1,

这是一个矛盾。因此S公司不是第一种近端收缩。

示例4.4考虑完整的度量空间 R(右) 2 度量由定义

d日 ( ( x个 1 , x个 2 ) , ( 1 , 2 ) ) =| x个 1 1 |+| x个 2 2 |

为所有人( x个 1 , x个 2 ),( 1 , 2 ) R(右) 2 .让

A类= { ( 0 , x个 ) : x个 R(右) } ,B类= { ( 2 , ) : R(右) } .

定义两个映射S公司:A类B类,T型:B类A类:A类B类A类B类如下:

S公司 ( ( 0 , x个 ) ) = ( 2 , | x个 | 2 ( 1 + | x个 | ) ) ,T型 ( ( 2 , ) ) = ( 0 , | | 2 ( 1 + | | ) ) , ( ( x个 , ) ) =(x个,).

然后d日(A类,B类)=2, A类 0 =A类, B类 0 =B类和映射是等距的。

接下来,我们展示一下S公司T型杰拉蒂的第一类近端收缩βS公司由定义

β(t吨)= 1 1 + t吨 为所有人t吨0.

(0, x个 1 ),(0, x个 2 ),(0, 1 )(0, 2 )是中的元素A类令人满意的

d日 ( ( 0 , 1 ) , S公司 ( 0 , x个 1 ) ) =d日(A类,B类)=2,d日 ( ( 0 , 2 ) , S公司 ( 0 , x个 2 ) ) =d日(A类,B类)=2.

那么我们有

= | x个 | 2 ( 1 + | x个 | ) =1,2.

如果 x个 1 = x个 2 ,我们已经完成了。假设 x个 1 x个 2 然后,根据命题4.2,我们得到

d日 ( ( 0 , 1 ) , ( 0 , 2 ) ) = d日 ( ( 0 , | x个 1 | 2 ( 1 + | x个 1 | ) ) , ( 0 , | x个 2 | 2 ( 1 + | x个 2 | ) ) ) = | | x个 1 | 2 ( 1 + | x个 1 | ) | x个 2 | 2 ( 1 + | x个 2 | ) | = | | x个 1 | | x个 2 | 2 ( 1 + | x个 1 | ) ( 1 + | x个 2 | ) | | x个 1 x个 2 ( 1 + | x个 1 | ) ( 1 + | x个 2 | ) | 1 1 + | x个 1 x个 2 | | x个 1 x个 2 | = β ( d日 ( ( 0 , x个 1 ) , ( 0 , x个 2 ) ) ) d日 ( ( 0 , x个 1 ) , ( 0 , x个 2 ) ) .

因此S公司是Geraghty的第一种近端收缩。同样,我们可以看到T型是Geraghty的第一种近端收缩。接下来,我们展示这对(S公司,T型)是近端周期性收缩。(0,u个),(0,x个)A类(2,v(v)),(2,)B类是这样的

d日 ( ( 0 , u个 ) , S公司 ( 0 , x个 ) ) =d日(A类,B类)=2,d日 ( ( 2 , v(v) ) , T型 ( 2 , ) ) =d日(A类,B类)=2.

然后我们得到

u个= | x个 | 2 ( 1 + | x个 | ) ,v(v)= | | 2 ( 1 + | | ) .

在这种情况下x个=,清除。假设x个,那么我们有

d日 ( ( 0 , u个 ) , ( 2 , v(v) ) ) = | u个 v(v) | + 2 = | | x个 | 2 ( 1 + | x个 | ) | | 2 ( 1 + | | ) | + 2 = | | x个 | | | 2 ( 1 + | x个 | ) ( 1 + | | ) | + 2 | x个 | 2 ( 1 + | x个 | ) ( 1 + | | ) + 2 1 2 | x个 | + 2 k个 ( | x个 | + 2 ) + ( 1 k个 ) 2 = k个 d日 ( ( 0 , x个 ) , ( 2 , ) ) + ( 1 k个 ) d日 ( A类 , B类 ) ,

哪里k个=[ 1 2 ,1)因此,这对(S公司,T型)是近端周期性收缩。因此,满足定理3.3的所有假设。此外,很容易看出(0,0)A类(2,0)B类是独特的元素

d日 ( ( 0 , 0 ) , S公司 ( 0 , 0 ) ) =d日 ( ( 2 , 0 ) , T型 ( 2 , 0 ) ) =d日 ( ( 0 , 0 ) , ( 2 , 0 ) ) =d日(A类,B类).

5结论

本文研究了Sadiq Basha在[26]. 此外,还提出了一种计算这种最优近似解的算法和例子,该算法和例子支持了我们的主要结果。

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下载参考资料

致谢

Chirasak Mongkolkeha先生获得了泰国研究基金的支持,该基金通过泰国国民党博士项目的皇家金禧纪念计划(Grant PHD/0029/2553)提供支持。这项研究在韩国庆生国立大学数学教育系完成。此外,第二位作者还通过韩国教育、科学和技术部资助的国家研究基金会(NRF)获得了基础科学研究计划的支持(批准号:2012-0008170)。第三位作者得到了高等教育委员会、泰国研究基金和通武里国王科技大学(批准号:MRG5580213)的支持。

作者信息

作者和附属机构

作者

通讯作者

与的通信Yeol Je Cho先生蓬库姆.

其他信息

相互竞争的利益

作者声明,他们没有相互竞争的利益。

作者的贡献

所有作者在这项研究中都做出了同样重要的贡献。所有作者阅读并批准了最终手稿。

权利和权限

开放式访问本文根据Creative Commons Attribution 2.0 International License的条款分发(https://creativecommons.org/licenses/by/2.0),允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制,前提是正确引用了原作。

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关于本文

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Mongkolkeha,C.,Cho,Y.J.&Kumam,P.杰拉蒂近端收缩映射的最佳邻近点。不动点理论应用 2013, 180 (2013). https://doi.org/10.1186/1687-1812-2013-180

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