Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634794)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система

Моделирование процессов с нелинейностями гистерезисного типа (110,00 руб.)

0   0
АвторыЗверева Маргарита Борисовна, Каменский Михаил Игоревич, Рачинский Евгений Владимирович
ИздательствоИздательский дом ВГУ
Страниц26
ID643240
АннотацияУчебно-методическое пособие подготовлено на кафедрах математического анализа и функционального анализа математического факультета Воронежского государственного университета.
Кому рекомендованоРекомендуется для студентов и аспирантов математического факультета, а также для специалистов.
Моделирование процессов с нелинейностями гистерезисного типа / М.Б. Зверева, М.И. Каменский, Е.В. Рачинский .— Воронеж : Издательский дом ВГУ, 2016 .— 26 с. — 26 с. — URL: https://rucont.ru/efd/643240 (дата обращения: 26.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Моделирование_процессов_с_нелинейностями_гистерезисного_типа_.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ С НЕЛИНЕЙНОСТЯМИ ГИСТЕРЕЗИСНОГО ТИПА Составители: М. Б. Зверева, М. И. Каменский, Е. В. Рачинский Учебно-методическое пособие Воронеж Издательский дом ВГУ 2016
Стр.1
Содержание §1. Функции ограниченной вариации §2. Некоторые сведения из выпуклого анализа §3. Опорные функции §4. Sweeping процессы Список литературы 4 7 12 18 25 3
Стр.3
Упражнения. 1.1 Докажите, что всякая функция ограниченной вариации ограничена. 1.2 u(t) = const ⇔ Var(u) = 0. 1.3 Пусть u: [0, T ] → R, u(t) — монотонная функция. Докажите, что u(t) является функцией ограниченной вариации, причем Var(u) = |u(T) − u(0)|. 1.4 Пусть u: [0, T ] → R является функцией ограниченной вариации. Тогда u(t) = u1(t) − u2(t), где функции u1(t) и u2(t) не убывают на [0, T ]. 1.5 Пусть функция u(t) представляет собой ломаную в гильбертовом пространстве, т.е. существуют точки 0 = t∗0 < t∗1 < . . . < t∗N = T такие, что u(t) = ui + ui = u(t∗i ). Тогда u(t) является функцией ограниченной вариации, причем Var(u) = t∗i+1 − t∗i t − t∗i 1.6 Докажите, что непрерывная функция u(t) =  N−1i=0 t · cos 0, π 2t ui+1 − ui . , t ∈ (0, 1] t = 0 не является функцией ограниченной вариации на [0, 1]. 1.7 Покажите, что произведение двух функций f и g ограниченной вариации есть снова функция ограниченной вариации, причем V ar(fg) sup x∈[a,b] f(x) V ar(g) + sup x∈[a,b] g(x) V ar(f). (ui+1 − ui), t ∈ [t∗i , t∗i+1], где 6
Стр.6
§2. Некоторые сведения из выпуклого анализа Пусть C ⊂ H(ГП) — замкнутое выпуклое множество. Напомним, что множество C называется замкнутым, если оно содержит все свои предельные точки. Множество C — выпуклое, если ∀ x, y ∈ C : отрезок [x, y] ⊂ C, где отрезок [x, y] в ГП определяется как множество [x, y] = {αx + (1 − α)y, α ∈ [0, 1]}. называть множество NC(x) = {ξ ∈ H : ξ, c − x 0 ∀c ∈ C}. Пусть x ∈ C. Конусом нормалей в точке x ко множеству C будем Заметим, что если x ∈ H, и C ⊂ H — замкнутое выпуклое множество, то существует единственный y ∈ C, минимизирующий расстояние от точки x до множества C: (dist(x,C)), где dist(x,C) = inf{ x − c : c ∈ C}. Такой элемент y называется проекцией элемента x на множество C и обозначается y = proj(x,C). Таким образом, y = proj(x,C) ⇔ x − y = dist(x,C). Пусть C1 и C2 — выпуклые замкнутые множества в H — ГП. Тогда хаусдорфовым расстоянием h(C1, C2) между C1 и C2 называется h(C1, C2) = max{sup x∈C2 dist(x,C1), sup x∈C1 dist(x,C2)}. Теорема 2. Пусть [x1, x2] — отрезок в H (ГП). Функция l : [a, b] ⊂ R1 → H — непрерывная и имеет ограниченную вариацию, причем Var(l) 7
Стр.7
x1 − x2 + ν, где ν  0. Пусть l(a) = y1; l(b) = y2, и y1 − x1 η, δ  0; η  0 и ν+δ+η 1. Тогда хаусдорфово расстояние удовлетворяет неравенству h(l, [x1, x2]) y2−x2 Доказательство. Рассмотрим сначала случай, когда δ = η = 0. (3 + x1 − x2 )­ν + δ + η. Тогда y1 = x1, y2 = x2. Покажем, что для любой точки z ∈ l расстояние до [x1, x2] удовлетворяет неравенству dist(z, [x1, x2]) (1+ x1−x2 )√ν. зать, что dist(z, S) т.е. что найдется z ∈ l такой, что dist(z, S) > (1 + |S|)√ν. Рассмотрим следующие случаи: Введем обозначения: [x1, x2] = S, x1 − x2 = |S|. Требуется дока(1+|S|)√ν для всех z ∈ l. Предположим противное, а) Пусть на S ближайшей к точке z окажется x1. Заметим, что ν 1. Но по условию Var(l) ν + |S|. Получили противоречие. δ; Var(l)  x1 − z + z − x2 > (1 + |S|)√ν + |S| > ν + |S|, поскольку 0 Аналогично может быть рассмотрен случай, когда x2 ближайшая к z. б) Пусть x — проекция z на множество S. Тогда dist(z, S) = z − x , и следовательно, z−x 2 > (1+|S|)2ν  ν+2|S|ν  ν2+2ν xi−x . Поскольку Var(l)  2 i=1 xi − z   то получаем противоречие с тем фактом, что Var(l) ν + |S|, ν  0. (1 + x1 − x2 )√ν. 2 i=1 ­(ν + xi − x )2 = С другой стороны, заметим, что любой элемент x ∈ S является ортогональной проекцией некоторого z ∈ l. Более того, dist(x, l) (1 + |S|)√ν. Таким образом, sup z∈l z = dist(z, S) 8 x− dist(z, [x1, x2]) 2 i=1 2 i=1 ­ xi − x 2 + x − z 2  (ν + xi − x ) = 2ν + |S|,
Стр.8
Рассмотрим теперь общий случай, когда y1 − x1 x2 чим, что | x1 − x2 − y1 − y2 | Тогда Var(l) полученный ранее результат к отрезку [y1, y2] = S. Имеем h(l, S) x1 − x2 + ν поскольку ||S| − |S|| 1, откуда |S| δ = 0, y2 − η = 0. Воспользовавшись неравенством параллелограмма, полуy1 − x1 + y2 − x2 δ + η 1. y1 − y2 + δ + η + ν. Применим уже +h(S, S). Поскольку h(S, S) max xi − yi h(l, S) Воспользуемся неравенством треугольника, получим: h(l, S) h(l, S)+ δ + η √δ + η + ν, то (1 + |S|)­δ + η + ν (2 + |S|)­δ + η + ν, |S| + 1. (3 + |S|)√δ + η + ν, что и требовалось доказать. Теорема 3. Пусть отображение S действует из множества D ⊂ H (ГП) в себя и является сжимающим. Обозначим через P множество неподвижных точек S. Предположим, что P содержит в себе замкнутый шар с центром в точке a и радиусом r > 0, т.е. B(a, r) ⊂ P. Тогда для всех x ∈ D верно x − S(x) 1 2r x − a 2 − S(x) − a 2 . Доказательство. Если x = S(x), то последнее неравенство очевидно. Пусть x = S(x). обозначим y = Заметим, что y = 1 и x − S(x) = y x − S(x) . Тогда, очевидно, x − S(x) x − S(x) . элемент a+ry ∈ B(a, r). Поскольку B(a, r) ⊂ P, то a+ry — неподвижная точка отображения S, т.е. S(a + ry) = a + ry. откуда a + ry − S(x) 2 x − a 2 − S(x) − a 2 2r Так как S — сжимающее, то S(a + ry) − S(x) 2 a + ry − x 2, и значит a + ry − x 2,  y, a−S(x)−y, a−x = y, x−S(x) = x−S(x) , 9
Стр.9
что и требовалось доказать. Теорема 4. Пусть C — замкнутое выпуклое множество в H — ГП, причем B(a, r) ⊂ C. Тогда для всех x ∈ H верно x − proj(x,C) 1 2r x − a 2 − proj(x,C) − a 2 . Доказательство. Рассмотрим отображение S(x) = proj(x,C). Оно является сжимающим (докажите в качестве упражнения!). Применив предыдущую теорему, получим требуемое. Теорема 5. Пусть C1, C2, . . . , Cn — замкнутые выпуклые множества в H — ГП, причем все они содержат в себе замкнутый шар B(a, r) (r > 0). Тогда, если x0 ∈ H и точки x1, x2, . . . , xn такие, что xi = proj(xi−1, Ci), то x0 − a  x1 − a  . . .  xn − a , гично, xn −a для всех i = 1, . . . , n, имеем xi−1 − proj(xi−1,C) = xi − xi−1 xi − xi−1 Тогда in =1 1 2r Доказательство. Заметим, что x1−a = proj(x0, C1)−proj(a, C1) x0 − a , поскольку отображение proj является сжимающим. Аналоx0 −a . По предыдущей теореме, в силу B(a, r) ⊂ Ci n i=1 1 2r( xi−1 − a 2 − xi − a 2). x0 − a 2, что и требовалось доказать. Упражнения Пусть H = R2, C = {(x, 0) : 0 x 1} (для номеров 2.1—2.3). 2.1 Покажите, что NC((0, 0)) = {(ξ1, ξ2) : ξ1 0, ξ2 ∈ R}. 10 xi − xi−1 1 2r x0 − a 2 − xn − a 2 1 2r x0 − a 2.
Стр.10

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
Антиплагиат система на базе ИИ