我知道 Lax-Milgram 定理是 FEM 的基础。但它没有解释如果不满足强制性会发生什么。
我的理解是,如果满足,算子(或其对应的矩阵)的特征值总是正的(可能是退化的)。如果不是,随着网格的细化,越来越多的特征值将被放入特征值的可能范围(从正到负),并且会有一些非常接近于零。然后条件数会高到足以破坏结果。
这是一个正确的解释吗?
我知道 Lax-Milgram 定理是 FEM 的基础。但它没有解释如果不满足强制性会发生什么。
我的理解是,如果满足,算子(或其对应的矩阵)的特征值总是正的(可能是退化的)。如果不是,随着网格的细化,越来越多的特征值将被放入特征值的可能范围(从正到负),并且会有一些非常接近于零。然后条件数会高到足以破坏结果。
这是一个正确的解释吗?
直觉是正确的,尽管我会修改您的陈述,即运算符的最小特征值及其矩阵离散化始终严格为正,因此永远不会退化。
换句话说,这就是为什么在无限维空间中,(自伴)算子对于每个满足但你需要有 一些独立于。
但是请注意,如果您想证明矩阵是可逆的(这就是 Lax-Milgram 的要点),则不需要正定,只要足够 - 您可以拥有非正定的可逆矩阵. 所需要的只是是单射的和满射的。
无限维算子的相应定理是Banach-Necas-Babuska 定理(例如,参见我的讲义中的定理 8.1 ),它在研究诸如 DG 之类的 Petrov-Galerkin 方法时取代了 Lax-Milgram 定理。同样,您需要在无限维度上做出“定量”假设:您需要所谓的inf-sup 条件,而不是满射性。