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2022年, 第45卷, 第3期 刊出日期:2022-05-28
  

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    论文
  • 李小玮, 成夏炎, 李荣珩
    应用数学学报. 2022, 45(3): 307-321.
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    本文我们研究了设施建设费用为零时的带线性惩罚的$k$-种产品设施选址问题与带次模惩罚的$k$-种产品设施选址问题.在带线性惩罚的$k$-种产品设施选址问题中,每一客户均对应一定的惩罚费用,目标是选择一个开设的设施集合,将一部分客户连接到开设的设施,使得这些客户对$k$种产品的需要均得到满足,同时对另一部分客户进行惩罚,并使得客户连接费用与客户惩罚费用之和最小.针对该问题特殊结构,当$k\geq 3$时我们得到了$\frac{3k}{2}-\frac{3}{2}$ 近似算法.在带次模惩罚的$k$-种产品设施选址问题中,客户的每个子集都对应一定的次模惩罚费用,我们给出了该问题的数学规划模型,结合问题的次模性,利用原始对偶算法,当$k\geq 3$ 时得到了$\frac{3k}{2}-\frac{3}{2}$ 近似算法.
  • 刘紫微, 杨晓忠
    应用数学学报. 2022, 45(3): 322-338.
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    为了发挥模糊理论在不确定性预测中的优势并保留模糊时间序列(FTS)预测模型的可解释性,本文针对目前应用广泛的模糊C均值聚类(FCM)算法进行改进,提出了一种基于布谷鸟搜索的FCM (CS-FCM)算法.将CS-FCM算法用于模糊时间序列模型的非均匀论域划分与数据的模糊化处理,建立一种基于CS-FCM算法的模糊时间序列预测模型.该算法可实现聚类中心的全局寻优,降低传统FCM算法易陷入局部极小值带来的误差,提高模型预测精度.实证分析结果表明,CS-FCM算法的适应度优于FCM算法,本文模型的预测误差小于经典模糊时间序列预测模型,验证了新预测模型的有效性.
  • 潘莹丽, 刘展, 闫玲玲
    应用数学学报. 2022, 45(3): 339-354.
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    大数据背景下挖掘大规模高维数据所隐藏的信息备受关注.本文主要目的是采用分布式优化方法解决加SCAD和Adaptive LASSO惩罚的高维线性回归中的参数估计和变量选择问题.主要方法是通过构造全局损失函数的一个交互有效的正则化替代损失函数,把基于全局损失函数的优化问题转化为基于替代损失函数的优化问题.本文设计的修正的ADMM算法,在计算上,只需要子机器基于局部数据计算梯度,而主机器进行参数估计和变量选择.在主从机器交互复杂度上,基于替代损失函数所得的估计误差收敛于基于全局损失函数所得的估计误差.通过模拟和实证研究进一步验证本文提出的分布式计算方法在实际生活中的可行性和实用性.
  • 李瑞娟, 陈淑凤
    应用数学学报. 2022, 45(3): 355-368.
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    设 $ G$ 是一个无向多重图, $ G$ 的定向直径是指 $ G$ 的所有强连通定向中直径的最小值. Dankelmann, Guo, Surmacs [J. Graph Theory, 2018, 88: 5--17] 证明了 $ n$ 阶无桥图 $ G$ 的定向直径至多为 $ n-\Delta+3$, 这里 $ \Delta$ 是 $ G$ 的最大度. 设$ H$是 $ G$ 的一个生成子图, 定义 $ N_G(H)=\bigcup\limits_{v\in V(H)}N_G(v)\setminus V(H)$, 利用上述结论他们还证明了, 给定边 $ e$ 的无桥图 $ G$ 的定向直径至多为 $ n-|N_G(e)|+5$, 以及给定无桥子图 $ H$ 的无桥图 $ G$ 的定向直径至多为 $ n-|N_G(H)|+3$. 设 $ P_3=uvw$ 是 $ G$ 的一条长为 2 的路. 易见 $ P_3$ 包含两条边且这两条边均是 $ P_3$ 的桥. 本文利用将一条路收缩为一点的方法证明了给定 $ P_3$ 的无桥图$ G$ 的定向直径的上界为 $ n-|N_G(P_3)|+5$.特别地, 若 $ P_3$ 在一个 4 圈上或 $ P_3$ 不在一个圈上但 $ uv, vw$ 分别在一个 3 圈上, 定向直径至多为 $ n-|N_G(P_3)|+4$. 最后举例说明了上述上界是紧的.
  • 耿杰, 钟家伟, 刘树德
    应用数学学报. 2022, 45(3): 369-379.
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    研究了一类具有转向点的奇摄动拟线性边值问题,指出在一定条件下解在转向点\ $t=0$ 呈激波层现象.先用合成展开法构造出问题的形式近似,然后利用衔接法将$t=0$左、右两边分别具有边界层性质的近似式光滑地衔接起来,从而形成在$t=0$处具有激波层性质的解,并应用微分不等式理论证明了解的存在性及其渐近性质.
  • 李倩
    应用数学学报. 2022, 45(3): 380-400.
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    本文研究了一个具有弱阻尼项和耦合源项的粘弹性波动方程组的初边值问题.首先,在一定的初边值条件下,应用位势井理论证明了解的整体存在.其次,在松弛函数满足一定的条件下,利用能量扰动的方法结合微分不等式技巧证明了解能量的一般衰减性结果.
  • 雷子琦, 周清
    应用数学学报. 2022, 45(3): 401-420.
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    期权定价是金融数学领域中最复杂的问题之一.随着不确定理论公理化的建立,利用不确定理论进行期权定价的研究逐步展开,而分数阶微分方程的分数阶导数项可以很好地刻画金融市场的记忆特性.本文在机会空间中提出了一种新的不确定市场模型,假设股票价格满足Caputo型的不确定分数阶微分方程,且随机利率满足随机微分方程.基于该模型,利用Mittag-Leffler函数和微分方程的$ \alpha$-轨道我们给出了蝶式期权和欧式价差期权的定价公式及数值例子.
  • 吴远山, 黄佳雨, 叶桉均
    应用数学学报. 2022, 45(3): 421-431.
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    当前,新型冠状病毒肺炎(COVID-19)在全球大部分地区肆虐,对人类生命安全和社会经济活动带来严峻挑战.新型冠状病毒肺炎的传播强度随时间的变化规律及其影响因素是传染病学家关心的重要问题.基于新型冠状病毒肺炎病例数,本文提出变系数Hawkes过程,分析日本,韩国以及北京市,武汉市新冠肺炎传播强度随时间变化的趋势,评估突发事件和政府采取的干预措施对疫情防控的影响.本文基于样条逼近技术建立半参数估计方法,数值模拟结果表明所提出方法在有限样本下具有良好表现.该研究可为疫情防控提供有益的统计建议.
  • 张海群
    应用数学学报. 2022, 45(3): 432-447.
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    本文首先定义了理性函数,构造了有限理性模型,研究了有限理性下种群博弈NTU核的稳定性;其次,又进一步定义了种群博弈另一种合作均衡即强均衡的概念,并且采用类似的方法研究了有限理性下该强均衡的稳定性.研究结果表明:在我们所构造的有限理性模型框架下,对大多数的种群博弈(在Baire分类意义下)其NTU核和强均衡都是稳定的.
  • 刘海英, 杨红丽, 杨联贵
    应用数学学报. 2022, 45(3): 448-460.
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    本文基于Lotka-Volterra竞争方程提出了一个包含癌细胞与健康宿主细胞两种细胞群在内的动力学模型,研究了持续化疗对系统稳态解的影响.讨论了该系统达到稳态时,解的三种可能情况:癌细胞与健康细胞共存,癌细胞被根除以及健康细胞被灭活.通过对系统解的进一步理论分析,得到了解的存在性和全局渐近稳定性的充分条件.数值模拟进一步验证了理论结果.同时还发现,系统的稳态解与化疗药物的输注速率和化疗药物对癌细胞的杀伤率有关.研究表明在我们的模型中高浓度的化疗药物有可能完全根除癌细胞,但阈值取决于药物对癌细胞的杀伤系数(不考虑细胞突变及耐药性的产生).而对于癌症治疗而言,加强对癌细胞的杀伤率比提高药物剂量更效.
  • 刘小惠, 李园园
    应用数学学报. 2022, 45(3): 461-482.
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    作为可度量某数据点相对于给定多元数据集中心化程度的工具,统计深度函数在多元稳健数据分析中发挥着重要的作用.在过去数十年中,许多著名的深度函数被相继提出.然而,现有的这些深度函数主要用于位置情形下的描述性或推断性统计分析,尚难被用于回归情形下的类似分析.鉴于此,本文考虑了如何将现有的深度函数推广至回归情形,并提出了一类新的可助于此类推广的一般回归深度函数.本文最后通过示例展示了所提回归深度的相关性质.