R99040

A NUMERICAL APPROACH TO VARIATIONAL PROBLEMS SUBJECT TO CONVEXITY CONSTRAINT

 

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Résumé: Nous décrivons un algorithme d'approximation du minimiseur d'une fonctionnelle elliptique de la forme $\int_\Omega j(x, u, \nabla u)$ sur l'ensemble ${\cal C}$ des fonctions {convexes} dans un espace fonctionnel~$X$ approprié. De tels problèmes interviennent par exemple en économie mathématique. Un cas particulier fournit l'enveloppe convexe $u_0^{**}$ d'une fonction donnée $u_0$. Soit $(T_n)$ une suite de maillages quasi-uniformes dont le diamètre tend vers zéro, et $I_n$ les opérateurs d'interpolation correspondants. Nous démontrons que le minimiseur sur ${\cal C}$ est la limite de la suite des minimiseurs sur $I_n({\cal C})$. Nous donnons une caractérisation implémentable de $I_n({\cal C})$. Ainsi le problème en dimension finie se réduit à un problème de minimisation sous contraintes affines. .

Abstract:
We describe an algorithm to approximate the minimizer of an elliptic functional in the form $\int_\Omega j(x, u, \nabla u)$ on the set ${\cal C}$ of {convex} functions $u$ within an appropriate functional space $X$. Such problems arise for instance in mathematical economics. A special case gives the convex envelope $u_0^{**}$ of a given function $u_0$. Let $(T_n)$ be any quasiuniform sequence of meshes whose diameter goes to zero, and $I_n$ the corresponding affine interpolation operators. We prove that the minimizer over ${\cal C}$ is the limit of the sequence $(u_n)$, where $u_n$ minimizes the functional over $I_n({\cal C})$. We give an implementable characterization of $I_n({\cal C})$. Then the finite dimensional problem turns out to be a minimization problem with linear constraints.

Mots Clés: ;

Date: 1200-12-01

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