We propose a new asymptotic expansion for the fractional $p$-Laplacian with precise computations of the errors. Our approximation is shown to hold in the whole range $p\in(1,\infty)$ and $s\in(0,1)$, with errors that do not degenerate as $s\to1^-$. These are super-quadratic for a wide range of $p$ (better far from the zero gradient points), and optimal in most cases. One of the main ideas here is the fact that the singular part of the integral representation of the fractional $p$-Laplacian behaves like a local $p$-Laplacian with a weight correction. As a consequence of this, we also revisit a previous asymptotic expansion for the classical $p$-Laplacian, whose error orders were not known. Based on the previous result, we propose monotone finite difference approximations of the fractional $p$-Laplacian with explicit weights and we obtain the error estimates. Finally, we introduce explicit finite difference schemes for the associated parabolic problem in $\mathbb{R}^d$ and show that it is stable, monotone and convergent in the context of viscosity solutions. An interesting feature is the fact that the stability condition improves with the regularity of the initial data.


翻译:我们提出了分数阶$p$-拉普拉斯算子的新渐近展开式,并精确计算了误差。该逼近在$p\in(1,\infty)$和$s\in(0,1)$的整个范围内成立,且误差不会随着$s\to1^-$而退化。对于广泛的$p$值(在远离零梯度点处表现更优),误差呈超二次收敛,并在大多数情况下达到最优。本文的核心思想之一是:分数阶$p$-拉普拉斯算子积分表示中的奇异部分行为类似于具有权重修正的局部$p$-拉普拉斯算子。基于此,我们重新审视了经典$p$-拉普拉斯算子的一个先前渐近展开式(其误差阶此前未知)。在前述结果的基础上,我们提出了具有显式权重的分数阶$p$-拉普拉斯算子的单调有限差分逼近,并获得了误差估计。最后,我们引入了$\mathbb{R}^d$中相关抛物问题的显式有限差分格式,证明了该格式在粘性解意义下的稳定性、单调性和收敛性。一个有趣的特征是:稳定性条件随初始数据正则性的提高而改善。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员