Sự hội tụ của dãy lặp kiểu Agarwal đến điểm bất động chung của hai ánh xạ - Không giãn suy rộng trong không gian Banach lồi đều
Trong bài báo này, chúng tôi thiết lập sự hội tụ yếu và hội tụ của dãy lặp kiểu Agarwal đến điểm
bất động chung của hai ánh xạ -không giãn suy rộng trong không gian Banach lồi đều. Các kết quả
này là những mở rộng của kết quả chính trong [6], [9]. Đồng thời, chúng tôi cũng xây dựng ví dụ
minh họa cho kết quả đạt được.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Bạn đang xem tài liệu "Sự hội tụ của dãy lặp kiểu Agarwal đến điểm bất động chung của hai ánh xạ - Không giãn suy rộng trong không gian Banach lồi đều", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Sự hội tụ của dãy lặp kiểu Agarwal đến điểm bất động chung của hai ánh xạ - Không giãn suy rộng trong không gian Banach lồi đều
n suy rộng. n Trước hết, chúng tôi thiết lập một số tính 3 limsup ||xn Tx n || limsup || x n p || chất của dãy lặp (2.1). nn 1 Mệnh đề 2.1. Cho E là không gian limsup ||xpn || Banach, K là tập lồi đóng khác rỗng của E , n TSKK,: là hai ánh xạ -không giãn suy r( p ,{ xn }). (2.4) Lập luận tương tự, ta chứng minh được rộng sao cho FFTFS ()(), dãy {}xn r( Sp ,{ xnn }) r ( p ,{ x }). (2.5) xác định bởi (2.1). Khi đó, {}xn là dãy bị chặn Khi đó, từ (2.4), (2.5) và định nghĩa bán và lim ||xpn || tồn tại với pF . n kính tiệm cận của dãy {}xn đối với K, ta suy ra Chứng minh. Với pF , sử dụng Mệnh đề r( Tp ,{ xnn }) r ( K ,{ x }) và 1.2, ta có r( Sp ,{ x }) r ( K ,{ x }). ||yp || nn n Suy ra Tp A( K ,{ x }) và Sp A( K ,{ x }). || (1 )x Tx p || n n n n n n Sử dụng tính duy nhất của tâm tiệm cận của dãy (1 n ) ||x n p || n || Tx n p || {}xn đối với K, ta có Tp Sp p hay (1 n ) ||x n p || n || x n p || p F F( T ) F ( S ). Do đó F . ||xpn || . (2.2) Ngược lại, giả sử F . Khi đó, tồn tại Sử dụng Mệnh đề 1.2 và (2.2), ta có pF . Theo Mệnh đề 2.1, ta có {}xn là dãy bị ||xp || n 1 chặn và lim ||xpn || tồn tại. Đặt n || (1 n )Tx n n Sy n p || lim ||xn p || c . (2.6) n (1 n ) ||Tx n p || n || Sy n p || Khi đó, từ (2.2) và (2.6) ta được (1 n ) ||x n p || n || y n p || 72 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑOÀNG THAÙP Taïp chí Khoa hoïc soá 37 (04-2019) limsup ||yn p || c . (2.7) Khi đó, kết hợp bất đẳng thức n ||x y || || x Tx || || Tx Sy || || Sy y || Do T và S là các ánh xạ -không giãn n n n n n n n n với (2.11), (2.14) và (2.16), ta được suy rộng nên theo Mệnh đề 1.2, ta có lim ||xynn || 0. (2.17) ||Txnn p || || x p ||, ||Synn p || || y p ||. (2.8) n Khi đó, kết hợp (2.8) với (2.6) và (2.7), ta được Mặt khác, từ Bổ đề 1.3, ta có ||x Sx || limsup ||Txn p || c , limsup ||Syn p || c . (2.9) nn n n ||x y || || y Sx || Hơn nữa, n n n n 3 c lim || xn 1 p || ||x y || || y Sy || || y x || n n n1 n n n n lim || (1 n )Tx n n Sy n p || n 3 2 ||xn y n || || y n Sy n || . (2.18) lim || (1 n )(Tx n p ) n ( Sy n p ) || . (2.10) 1 n Do đó, từ (2.16), (2.17) và (2.18), ta được Khi đó, từ (2.9), (2.10) và sử dụng Bổ đề lim ||xnn Sx || 0 . 1.7 ta có n lim ||Synn Tx || 0. (2.11) Tiếp theo, chúng tôi thiết lập sự hội tụ yếu n của dãy lặp (2.1) đến điểm bất động chung của Hơn nữa, kết hợp đẳng thức hai ánh xạ -không giãn suy rộng. ||x Tx || || Tx Sy || với (2.11), ta được n 1 n n n n Định lí 2.3. Cho E là không gian Banach lim ||xnn 1 Tx || 0. (2.12) n lồi đều và có tính chất Opial, K là tập lồi đóng Khi đó, kết hợp bất đẳng thức khác rỗng của E, TSKK,: là hai ánh xạ -không giãn suy rộng sao cho F , dãy ||xn 11 Sy n || || x n Tx n || || Tx n Sy n || với {}xn xác định bởi (2.1). Khi đó, dãy {}xn hội tụ (2.11) và (2.12), ta được lim ||xnn 1 Sy || 0. n yếu đến pF . Kết hợp điều này với (2.6) và bất đẳng thức Chứng minh. Từ Mệnh đề 2.2, ta có dãy ||xn 11 p || || x n Sy n || || Sy n p || {}xn bị chặn và ||xn 1 Sy n || || y n p ||, lim ||xn Tx n || lim || x n Sx n || 0. nn ta được c liminf || yn p ||. Khi đó, từ (2.7) ta n Vì E là không gian Banach lồi đều nên E được lim ||yn p || c . Do đó, là không gian Banach phản xạ. Khi đó, tồn tại n dãy con {}xni() của {}xn sao cho {}xni() hội tụ c lim || yn p || n yếu đến pK . Do đó, lim || (1 n )x n n Tx n p || n lim ||Txn()()()() i x n i || lim || Sx n i x n i || 0. ii lim || (1 n )(x n p ) n ( Tx n p ) || . (2.13) n Khi đó, sử dụng Mệnh đề 1.10, ta có Khi đó, từ (2.6), (2.9), (2.13) và sử dụng Bổ Tp Sp p hay p F F( T ) F ( S ). Tiếp đề 1.7, ta được theo, ta giả sử {}xn không hội tụ yếu đến p. Khi lim ||Txnn x || 0. (2.14) n đó, tồn tại dãy con {}xnk() của {}xn sao cho Hơn nữa, {}xnk() hội tụ yếu đến qK với pq . Lập ||Sy y || nn luận tương tự như trên, từ Mệnh đề 1.10, ta có ||Sy [(1 ) x Tx ]|| n n n n n qF . Hơn nữa, theo Mệnh đề 2.1, ta có ||Syn x n || n || x n Tx n || lim ||xpn || và lim ||xqn || tồn tại. Sử dụng n n ||Syn Tx n || || Tx n x n || n || x n Tx n || . (2.15) tính chất Opial, ta có Từ (2.11), (2.14) và (2.15), ta được lim ||Synn y || 0. (2.16) n 73 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑOÀNG THAÙP Taïp chí Khoa hoïc soá 37 (04-2019) lim ||xn p || liminf || x n() i p || Định lí 2.5. Cho E là không gian Banach ni lồi đều, K là tập lồi đóng khác rỗng của E, liminf ||xqni() || i TSKK,: là hai ánh xạ -không giãn suy lim ||xn q || liminf || x n() k q || rộng sao cho F , thỏa mãn điều kiện ()B và nk dãy {}xn xác định bởi (2.1). Khi đó, dãy {}xn hội liminf ||xn() k p || lim || x n p ||. kn tụ mạnh đến pF . Điều này là một mâu thuẫn. Do đó, pq . Chứng minh. Từ Mệnh đề 2.2, ta có Vậy {}xn hội tụ yếu đến pF . lim ||Txn x n || lim || Sx n x n || 0. (2.19) Tiếp theo, chúng tôi thiết lập một số kết nn quả về sự hội tụ mạnh của dãy lặp (2.1) đến Vì T và S thỏa mãn điều kiện B nên tồn điểm bất động chung của hai ánh xạ -không tại hàm không giảm f :[0, ) [0, ) sao cho giãn suy rộng. f (0) 0 và fr( ) 0 với mọi r 0 và Định lí 2.4. Cho E là không gian Banach, max{||xn Tx n ||,|| x n Sx n ||} f ( d ( x n , F )). (2.20) K là tập lồi đóng khác rỗng của E , Khi đó, từ (2.19) và (2.20), ta được TSKK,: là hai ánh xạ -không giãn suy limf ( d ( xn , F )) 0. Giả sử limd ( xn , F ) 0. n n rộng với F , dãy {}xn xác định bởi (2.1) và Khi đó, với 0, tồn tại n0 sao cho với liminfd ( xn , F ) 0. Khi đó, dãy {}xn hội tụ n mọi nn , ta có d(,). x F Khi đó, mạnh đến pF . 0 n f( d ( xn , F )) f ( ). Do đó limf ( d ( xn , F )) f ( ) 0. Chứng minh. Với pF , theo Mệnh đề n Điều này mâu thuẫn với limf ( d ( x , F )) 0. Do 2.1, ta có lim ||xpn || tồn tại. Do đó, n n n đó, limd ( x , F ) 0. Khi đó, theo Định lí 2.4, ta limd ( xnn , F ) liminf {|| x p ||, p F } tồn tại. n nn n suy ra {}x hội tụ mạnh đến pF . Khi đó, limd ( xnn , F ) liminf d ( x , F ) 0. Khi n nn Định lí 2.6. Cho E là không gian Banach đó, tồn tại dãy con {}x của {}x và với dãy nk() n lồi đều, K là tập lồi đóng khác rỗng của k {},pFk ta có ||xpn() k k || 2 . Khi đó, theo E ,TSKK,: là hai ánh xạ -không giãn bất đẳng thức (2.3), ta được suy rộng sao cho F , T hoặc S là nửa k compact và dãy {}xn xác định bởi (2.1). Khi đó, ||xn( k 1) p k || || x n ( k ) p k || 2 . Điều này dẫn đến dãy {}xn hội tụ mạnh đến xF . ||p p || || p x || || x p || Chứng minh. Theo Định lí 2.3, ta có {}x k 1 k k 1 n ( k 1) n ( k 1) k n (k 1) k ( k 1) bị chặn và lim ||Txn x n || lim || Sx n x n || 0. 2 2 2 . nn Suy ra {}pk là dãy Cauchy trong F. Hơn nữa, Hơn nữa, vì T hoặc S là nửa compact nên tồn theo Bổ đề 1.6, ta có FFTFS ()() là tập tại dãy con {}xnk() của {}xn sao cho {}xnk() hội đóng trong không gian Banach hay F có tính tụ đến pK . Mặt khác, từ Bổ đề 1.3, ta có đầy đủ. Do đó, dãy {}p hội tụ mạnh đến pF . k 3 Hơn nữa, từ ||xn()()()() k Tp || || x n k Tx n k || || x n k p || . 1 ||xn()() k p || || x n k p k || || p k p || Điều này dẫn đến lim ||xnk() Tp || 0 hay k k 2 ||ppk ||, dãy {}xnk() hội tụ đến Tp. Sử dụng tính duy nhất ta có lim ||xpnk() || 0. Kết hợp với giới hạn k của giới hạn, ta có T(). p p Lập luận tương tự, lim ||xpn || tồn tại, ta suy ra {}xn hội tụ mạnh ta chứng minh được S(). p p Vì vậy pF . n đến pF . 74 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑOÀNG THAÙP Taïp chí Khoa hoïc soá 37 (04-2019) Do đó, theo Mệnh đề 2.1, ta có lim ||xpn || tồn Trường hợp 3. Với x (0,1]\{1/ 3}, n tại. Suy ra tồn tại giới hạn y 1/ 3 ta có VP 0,5| x (1/3)| 0,5|0 x | limd ( xnn , F ) liminf {|| x p ||, p F }. nn 0,5[xx (1/ 3)] 0,5 Mặt khác, vì d( xn()() k , F ) || x n k p || nên x (1/ 6) limd ( xnk() , F ) 0. Do đó, limd ( xn , F ) 0. Khi k n x đó, theo Định lí 2.4, ta có dãy {}x hội tụ mạnh n ||Tx Ty || . đến xF . Trường hợp 4. Với xy, (0,1]\{1/ 3} ta có Cuối cùng, chúng tôi đưa ra ví dụ minh họa VP 0,5 | x y | 0,5 | y x | cho việc sử dụng kết quả đạt được để chứng tỏ sự |xy | hội tụ của dãy lặp (2.1) đến điểm bất động chung của hai ánh xạ -không giãn suy rộng. Trong |xy | đó, Ví dụ 2.8 chứng tỏ rằng dãy lặp (2.1) hội tụ ||Tx Ty || . đến điểm bất động chung của hai ánh xạ không Trường hợp 5. Với x [-1,0], y (0,1]\{1/ 3} giãn nhanh hơn dãy lặp (1.5) trong [9]. Lưu ý ta có ||Tx Ty || | ( x / 3) y |, rằng, trong hai ví dụ sau, tất cả các tính toán số VP 0,5|(/3) x y | 0,5| y x | được viết trên phần mềm Scilab-6.0.0. Ví dụ 2.7. Xét E là không gian Banach 0,5[y ( x / 3)] 0,5( x y ) với chuẩn giá trị tuyệt tối, K [ 1,1] và hai ánh (xy / 3) xạ TSKK,: được xác định bởi: nếu và x/ 3 neáu x [-1,0], VP 0,5|(/3) x y | 0,5| y x | Tx 0 neáu x 1/ 3, 0,5[y ( x / 3)] 0,5( x y ) -x neáu x (0,1] \ {1/ 3}, (2x / 3) và (xy / 3) . x neáu x [-1,0], Do đó, VP |(/3) x y ||| Tx Ty ||. Vậy T Sx 0 neáu x 1/ 2, là ánh xạ -không giãn suy rộng với 0,5. -x / 2 neáu x (0,1] \ {1/ 2}. Lập luận tương tự như trên, ta chứng tỏ Khi đó, T và S là hai ánh xạ -không được S là ánh xạ -không giãn suy rộng với giãn suy rộng. Thật vậy, trước hết ta chứng minh 0,5. T là ánh xạ -không giãn suy rộng với 0,5. Ta lại có FFTFS ( ) ( ) {0}. Hơn nữa, Đặt VP || Tx y || || Ty x || (1 2 ) || x y ||. các giả thiết còn lại trong Định lí 2.3, Định lí 2.4, Ta chỉ cần xét các trường hợp sau: Định lí 2.5, Định lí 2.6 cũng thỏa mãn. Do đó, Trường hợp 1. Với xy, [-1,0] ta có dãy {}xn xác định bởi (2.1) hội tụ đến 0 là điểm VP 0,5|( x /3) y | 0,5|( y /3) x | bất động chung của ST,. Tuy nhiên, bằng cách 0,5 | (x / 3) y ( y / 3) x | chọn x 1/ 3 và y 1 ta có (2 / 3) |x y | (1/ 3) | x y | 0,5||x Tx ||1/6 2/3|| x y || và 1 ||xy ||Tx Ty || 1 2 / 3 || x y ||. 3 Tương tự, bằng cách chọn x 0,5 và ||Tx Ty || . y 5 / 6 ta có Trường hợp 2. Với xy [-1,0], 1/ 3 ta có 0,5||x Sx || 0,25 1/ 3 || x y || và VP 0,5|( x /3) (1/3)| 0,5|0 x | ||Sx Sy || 5 /12 1/ 3 || x y ||. Điều này dẫn 0,5[(1/ 3) (xx / 3)] 0,5 (2 / 3)x (1/ 6) đến hai ánh xạ TS, không thỏa mãn điều kiện (1/ 3)x || Tx Ty || . ()C và do đó không là ánh xạ không giãn. Vì 75 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑOÀNG THAÙP Taïp chí Khoa hoïc soá 37 (04-2019) vậy, các kết quả về sự hội tụ của dãy lặp đến mãn. Do đó, theo Định lí 2.6 và [9, Theorem điểm bất động chung của ánh xạ không giãn 3.7], dãy {}xn xác định bởi (2.1) và dãy (1.5) trong [9] là không áp dụng được cho hai ánh xạ trong [9] hội tụ đến 0 là điểm bất động chung của TS, được đưa ra. ST,. Tuy nhiên, với cách chọn x 0,5, Bằng tính toán số, chúng tôi minh họa dáng 1 n 1 23n điệu hội tụ của dãy {}x xác định bởi (2.1) đến 0 và với n , dãy n n 23n n 34n trong hai trường hợp cụ thể sau: {}x xác định bởi (2.1) có dạng n 1 n Trường hợp: n 50, x1 0,5 , n 23n x1 0,5 23n ... và với n . n 34n nn 12 2 3 , (2.21) xn 1 0,5 x n sin( y n ) 3nn 4 3 4 nn 21 y x0,5 x2 n2nn 3 n 2 3 n còn dãy lặp (1.5) trong bài báo [9] có dạng x1 0,5 ... nn 1 2 3 , (2.22) xn 1 x nsin( y n ) 3nn 4 3 4 nn 212 Hình 1. Dáng điệu hội tụ của dãy {}xn xác định bởi y x0,5 x n2nn 3 n 2 3 n (2.1) đến 0 với x1 0,5 n 1 Hình ảnh sau chứng tỏ rằng dãy lặp (2.21) Trường hợp: n 50, x 0,5, hội tụ đến 0 nhanh hơn dãy lặp (2.22). 1 n 23n 23n và với n . n 34n Hình 3. Dáng điệu hội tụ của dãy lặp (2.21) và dãy lặp (2.22) đến 0 Hình 2. Dáng điệu hội tụ của dãy {}xn xác định bởi (2.1) đến 0 với x1 0.5 Nhận xét 2.9. Các kết quả trong Mệnh đề Ví dụ 2.8. Xét E là không gian Banach 2.2, Định lí 2.3, Định lí 2.4, Định lí 2.5, Định lí với chuẩn giá trị tuyệt tối, K [0,1] và hai ánh 2.6 là sự tổng quát của các kết quả chính trong [6] từ một ánh xạ -không giãn suy rộng sang xạ TSKK,: được xác định bởi: Tx 0,5 x2 hai ánh xạ -không giãn suy rộng. Hơn nữa, vì và Sx sin x với xK . Khi đó, T và S là ánh mỗi ánh xạ thỏa mãn điều kiện (C) là một ánh xạ xạ không giãn và do đó T và S ánh xạ - -không giãn suy rộng với 0 và từ Ví dụ không giãn suy rộng. Hơn nữa, các giả thiết còn 2.7, chúng ta cũng nhận thấy rằng việc nghiên lại của Định lí 2.6 và [9, Theorem 3.7] cũng thỏa 76 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑOÀNG THAÙP Taïp chí Khoa hoïc soá 37 (04-2019) cứu sự hội tụ của dãy lặp kiểu Agarwal đến điểm Bài báo này được hỗ trợ bởi Trường Đại bất động chung của ánh xạ thỏa mãn điều kiện học Đồng Tháp với Đề tài nghiên cứu khoa học (C) là không cần thiết. của sinh viên mã số SPD2018.02.58./. Tài liệu tham khảo [1]. K. Aoyama and F. Kohsaka (2011), “Fixed point theorem for -nonexpansive mapping in Banach space”, Nonlinear Anal., (74), pp. 4387-4391. [2]. B. Beauzamy (1982), Introduction to Banach spaces and their geometry, North-Holland Mathematics Studies, vol.68, North-Holland, Amsterdam. [3]. F. E. Browder (1965), “Nonexpansive nonlinear operators in a Banach space”, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, (54), pp. 1041-1044. [4]. E. L. Dozo (1973), “Multivalued nonexpansive mappings and Opial's condition”, Proc. Amer. Math. Soc., 38(2), pp. 286-292. [5] K. Goebel and W. A. Kirk (1990), Topics in Metric Fixed Point Theory, Cambridge Studies in Advanced Mathematics, vol.28. Cambridge University Press, Cambridge. [6]. R. Pant and R. Shukla (2017), “Approximating fixed points of generalized -nonexpansive mappings in Banach spaces”, Numer. Funct. Anal. Optim., 38 (2), pp. 248-266. [7]. H. Piri, B.Daraby, S. Rahrovi and M. Ghasemi (2018), “Approximating fixed points of generalized -nonexpansive mappings in Banach spaces by new faster iteration process”, Numer. Algorithms, pp. 1-20, first online. [8]. J. Schu (1991), “Weak and strong convergence to fixed points of asymptotically nonexpansive mappings”, Bull. Aust. Math. Soc., 43 (1), pp. 153-159. [9]. N. Shahzad and R. Al-Dubiban (2006), “Approximating common fixed points of nonexpansive mappings in Banach spaces”, Georgian Math. J., 13 (3), pp. 529-537. [10]. T. Suzuki (2011), “Fixed point theorems and convergence theorems for some generalized nonexpansive mappings”, J. Math. Anal. Appl., (340), pp. 1088-1095. CONVERGENCE OF AGARWAL-TYPE ITERATION PROCESS TO COMMON FIXED POINTS OF TWO GENERALIZED -NONEXPANSIVE MAPPINGS IN UNIFORMLY CONVEX BANACH SPACES Summary In this paper, we come up with establishing the weak and strong convergence of Agarwal type iteration process to common fixed points of two generalized -nonexpansive mappings in uniformly convex Banach spaces. These results are the extensions of the main ones found in [6] and [9]. In addition, some examples are provided for illustration. Keywords: Generalized -nonexpansive mapping, Agarwal iteration process, common fixed point. Ngày nhận bài: 20/2/2019; Ngày nhận lại: 16/4/2019; Ngày duyệt đăng: 19/4/2019. 77
File đính kèm:
- su_hoi_tu_cua_day_lap_kieu_agarwal_den_diem_bat_dong_chung_c.pdf