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超立方体中的体积、近似和各向同性。 (英语) Zbl 1406.41011号

特别是在计算(应用)数学中,一个常见的问题是所谓的维数诅咒。这意味着,解决数值问题(近似、压缩、求积)的计算成本随着维数的增加而增长得更快(例如指数增长),正如最初预期的那样。从表面上看,这种现象使解决高维(例如物理或经济和金融)和大量数据的实际问题变得极其困难,甚至似乎不可能。幸运的是,尽管存在这种“诅咒”,但仍有一些数值方法可以解决此类问题,作者对其中一些方法进行了回顾。无论是合适想法的可用性,还是算法实现时的实际准确性,都很重要。
使用张量积方法的简单方法通常只强调上述困难,通常很快就会放弃,除非使用本文最后提到的变换张量积网格。(在该方法中,使用标准Gauß求积替换为变换的Gaué求积,方法是以特定方式对节点进行聚类,而不仅仅是通过张量积。)
其他方法包括低秩压缩(与所谓的岭函数有关),即试图通过单个变量中函数的乘积之和来近似函数,即作者所称的“分离乘积”。他通过适当的例子表明,这些表述并不总是可能的,但如果确实如此,它们显然是摆脱我们诅咒的好方法。
解决问题的进一步方法是使用拟蒙特卡罗方法;它们类似于蒙特卡罗方法的积分,其中节点是随机选择的,权重相等,但现在节点并不是任意的:它们是哈尔顿点或斐波那契点。
用层次基进行近似的稀疏网格(与用于创建小波的多分辨率分析密切相关)是替代方案,插值和多项式近似也是替代方案——这次不使用张量积,而是使用Padua点;最后两种方法完成了这幅图。顺便说一下,后者最初是为了在二维中找到唯一的多项式插值而引入的,但它们可以推广到更高的维,因此也可以应用到有用方法的总结中。

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41A63型 多维问题
65天32分 数值求积和体积公式
65年20月 数值算法的复杂性和性能
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全文: 内政部

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