王芝鳳, 李朝遷
(云南大學 數(shù)學與統(tǒng)計學院,云南 昆明650500)
線性互補問題為尋求向量x∈R滿足:
其中,矩陣M∈Rn×n,向量q∈Rn,記為LCP(M,q),其不僅在運籌學與計算數(shù)學上具有重要應用,還在金融學和工程中也有廣泛應用,如空間價格平衡問題、最優(yōu)控制問題、障礙和自由邊界問題等[1-3].
眾所周知,當矩陣M為P-矩陣時,LCP(M,q)存在唯一解.Chen等在文獻[1]中給出了關于P -矩陣線性互補問題解的誤差界估計式
x*是線性互補問題的解,I是n階單位矩陣,D是正對角矩陣且其主對角元di∈[0,1],i∈N ={1,2,…,n},r(x)=min{x,Mx+q},即取分量x與Mx+q最小.由于(1)式中的(I-D+DM)-1不易求得,許多學者針對(1)式中矩陣M是特殊結構矩陣且是P-矩陣時,給出了對應的誤差界估計式,如B -矩陣[4]、DB-矩陣[5]、Nekrasov -矩陣[6],以及H -矩陣的一些子類矩陣(要求其對角元均為正).
本文主要討論P-矩陣的子類矩陣、Dashnic -Zusmanovich矩陣的線性互補問題,給出其含參數(shù)的誤差界估計式,并借助以該參數(shù)為函數(shù)的單調(diào)性,在給定的條件下討論其最優(yōu)值.
定義1.1[7]設A=(aij)∈Cn×n,若存在j0∈N,使得
定理1.5[10]若矩陣A=(aij)∈Rn×n為H -矩陣且其主對角元均為正,且
max(Λ,I)=diag(max{a11,1},…,max{ann,1}),則
應用引理1.3 和1.4 給出DZ -矩陣線性互補問題含參誤差界.
命題2.1若矩陣A為DZ-矩陣,則存在正對角矩陣
證明因AW是嚴格對角占優(yōu)矩陣,由d∈[0,1]n,(I-D+DA)W=W-DW+DAW,知(I-D+DA)W是主對角元均為正的嚴格對角占優(yōu)矩陣,且
例1考慮DZ-矩陣
進一步,應用MATLAB 代碼“fori=1∶ 1 000;D=diag(rand(4,1));end”隨機選取1 000 個矩陣D,并計算‖(I-D+DA)-1‖∞的值,如圖1 所示.顯然,其都小于最優(yōu)值1.266 7.
圖1 例1 隨機取1 000 個矩陣D下的‖(I-D+DA)-1‖∞的值Fig. 1 Values of ‖(I-D+DA)-1‖∞for the first 1 000 matrices D in Example 1
例2 考慮DZ-矩陣
由定理1.5 中(3)式計算得
應用定理2.3 中(iii)得
上述數(shù)值算例表明本文的結果在某些情況下較文獻[10]中定理2.4(定理1.5中(3)式)更加優(yōu)越.值得注意的是本文僅針對β ≥1 的條件討論了inff1(ε)、inff2(ε)的值,但對于β <1條件下DZ-矩陣線性互補問題所對應的最優(yōu)值問題仍有待于研究.
致謝云南大學“青年英才培育計劃”項目對本文給予了資助,謹致謝意.