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向量变分不等式问题、向量互补问题、向量优化问题和向量鞍点问题等都可以统一为向量均衡问题模型[1-19].在优化理论中,向量均衡问题解映射的稳定性分析是重要的研究课题之一.而稳定性可以理解为某类下半连续性、上半连续性和连续性.最近,从不同方向上对含参数向量均衡问题的半连续性,特别是下半连续性的研究成果较多[1, 2, 4, 6, 10, 15].
文献[1]首先得到了含参数多值向量均衡问题解映射的下半连续性.之后,文献[2]得到了一般拟变分包含问题解集具有相对下半连续性质的充分条件,并且在交通网络问题这个具体实际情形中作为主要应用例子进行了仔细研究.文献[3]得到了线性拓扑空间中含参数拟均衡问题解映射的下半连续性、Hausdorff下半连续性、上半连续性以及连续性质.文献[4]利用稠结果和标量化方法讨论了关于单调双函数的含参数向量均衡问题有效解集的下半连续性.文献[5]研究了含参数弱向量均衡问题解的连续性.最近,文献[6]得到了目标映射没有单调性和约束映射不具有紧性的含参数广义强向量均衡问题解映射的下半连续性.文献[7]得到关于含参数隐向量均衡问题解映射的下半连续性和局部存在性.通过不同于文献[4-5]中的方法,文献[9]得到了含参数广义向量均衡问题解映射的下半连续性和连续性.文献[10]建立了参数广义Ky Fan不等式在比C-严格单调条件弱的情形下的解映射的下半连续性.最近,利用文献[4]的思想,文献[11]得到了集值映射含参数广义强向量均衡问题在不同于C-严格单调条件下解映射的连续性.文献[13]讨论了含参数向量拟均衡问题解映射的下半连续性.文献[14]对有限维空间中弱向量变分不等式利用标量化方法建立了解映射的下半连续性.文献[15]得到了含参数向量均衡问题在Hölder相关假设下解映射的下半连续性.文献[12]推广文献[15]中的结果到集值映射含参数强向量均衡问题的情形.
但是,所有这些结果都是关于目标空间中某个固定序得到的,这些序是不因参数而变化的.可是往往序关系是随着时间或者空间等的变化而变化的,所以在序变化的情形下研究向量均衡问题的解映射的稳定性更有实际应用意义.基于序结构也扰动的情形,文献[12]中相应结构在较弱条件下也是成立的.
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设X和Z是两个度量空间,Y是度量线性空间,C是Y中具有非空内部的尖闭凸锥,θ是Y中的零元.设A是X的非空子集,F是从A×A到Y的向量值映射.本文考虑锥序C随参数λ∈Λ的变化而扰动的问题(PVEP),描述为:求x∈A(λ),使得F(x,y,λ)∉-C(λ)\{θ}对∀y∈A(λ)都成立,其中对∀λ∈Λ,C(λ)是Y中具有非空内部的尖闭凸锥.设C:Λ
$\longrightarrow$ 2Y是一个锥值映射,在此情形下,称问题PVEP是具有序扰动的含参数向量均衡问题,记为(PVOPEP).如果点x∈A(λ)满足:对∀y∈A(λ)都有F(x,y,λ)∉-C(λ)\{θ}成立,则称x为问题PVOPEP的一个有效解.文献PVOPEP的有效解的集合记为
于是S是一个集值映射S:Λ
$\longrightarrow$ 2X.下面总假设S(λ)≠Ø对所有λ∈Λ都成立.记BX(λ,δ)是度量空间X中以x为中心、δ>0为半径的开球,d(·,·)表示空间上两点之间的距离,d(x,A)表示点x到集合A⊂X之间的距离.定义1 设f:X
$\longrightarrow$ Y为向量值映射,x0∈X,如果对每个包含f(x0)的开集V,存在x0∈X的邻域U,使得对∀x∈U,都有f(x)⊂V+C,其中C是锥,则称f在x0处是锥下半连续的.定义2 设Λ是拓扑空间,Y是拓扑线性空间,C:Λ
$\longrightarrow$ 2Y.如果对∀λ∈Λ,C(λ)都是Y中的闭凸尖锥,则称C是锥值映射.记以θ为中心的Y中的闭单位球为BY(θ),如果对∀λ∈Λ和任意Y中的开集U,U⊃C(λ)∩BY(θ),存在λ的开集V,使得对∀λ'∈V,U⊃C(λ')∩BY(θ)都成立,则称锥值映射C是上半连续锥值映射.
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下面给出问题PVOPEP解映射的一种下半连续性.
定理1 假设下面的条件满足:
(a) A(·)在Λ上是紧值连续的;
(b) F(·,·,·)在B×B×Λ上是锥下半连续的;
(c) C(·)在Λ上是上半连续锥值映射;
(d) 如果对∀λ∈Λ,A(λ)\S(λ)≠Ø,则对∀λ∈Λ,和∀x∈A(λ)\S(λ),存在y∈S(λ)和Λ上的上半连续正值函数M:Λ(0,+∞),满足
则S(·)在Λ上是下半连续的.
证 假设结论不成立,则存在λ0∈Λ,使得S(·)在λ0∈Λ处不是下半连续的.那么,存在序列{λn}⊂Λ满足λn→λ0,存在x0∈S(λ0)以及包含x0的某个开集V1,使得对∀xn'∈S(λn),有xn'∉V1.
由x0∈S(λ0),有x0∈A(λ0),
因为A(·)在点λ0处下半连续,所以存在序列{xn}⊂A(λn),使得xn→x0.所以对开集V1,存在正整数N,使得xn∈V1对∀n≥N都成立.于是对∀n≥N有xn∈A(λn)\S(λn).为了方便叙述,仍然记为任意正整数.由条件(d),对∀xn∈A(λn)\S(λn),存在yn∈S(λn)和在Λ上上半连续的正值函数M:Λ
$\longrightarrow$ (0,+∞),使得因为yn∈A(λn),由A(·)在每个λ0∈Λ处是上半连续性紧值的,则存在y0∈A(λ0)和{yn}的子序列{yni},使得yni→y0.特别地,由(2)式有
由于距离函数d(·,·)是连续的,F(·,·,·)是锥下半连续的,M(·)是上半连续的,以及C(·)是上半连续锥值映射,所以在(3)式两边令i→+∞,可得
如果x0≠y0,由(4)式可得
因为M(λ0)>0,所以
因此,有F(x0,y0,λ0)∈-int C(λ0).在(1)式中取y=y0,得出矛盾.所以x0=y0.定理1证毕.
注1 下面的例子说明定理1的条件(d),或者文献[12]中定理3.1的条件(ⅲ)不能应用到对某个λ∈Λ,A(λ)\S(λ)=Ø.所以定理1的条件(d),或者文献[12]中定理3.1的条件(ⅲ)不是本质的条件.
例1 设:
则由简单计算可得:
且对∀λ∈Λ1∪Λ2,和∀x∈A(λ)\S(λ)=(0,1],取y=0∈S(λ),有:
显然有:
于是易见文献[12]中定理3.1的条件(ⅲ)当λ∈Λ1时不成立.而S1(·),S2(·)分别在Λ1,Λ2上都是连续的.如果取M:Λ1
$\longrightarrow$ (0,+∞)定义为则有
因此例1满足本文定理1的所有条件,于是S(·)在Λ上是下半连续的.故本文定理1是文献[12]中定理3.1的真正推广.
例2 设:
通过计算可得S(λ)={λ2}(∀λ∈Λ).容易证明S(.)在Λ上是连续的.
对∀λ∈(0,1],和∀x∈A(λ)\S(λ)=(λ2,1+λ],取唯一的y=λ2∈S(λ),有
显然文献[12]中定理3.1的条件(ⅲ)不满足,因此文献[12]中定理3.1的结论不成立.取M:Λ
$\longrightarrow$ (0,+∞)定义为M(λ)=$\frac{a}{\lambda }$ (∀λ∈Λ),其中a是常数,且a≥1.因此例2满足本文定理1的全部条件,从而S(·)在Λ上是下半连续的.但是文献[12]中定理3.1对例2不成立.例3 设:
以及映射
通过计算得
对∀λ∈[0, 1],A(λ)\S(λ)=Ø.因此没法取x∈A(λ)\S(λ).所以文献[12]中定理3.1的条件(ⅲ)或者本文定理1的条件(d)不成立.容易证明S(·)在Λ上是连续的.
同理得到问题PVOPEP的弱有效解的下半连续性.
如果点x∈A(λ)满足
则称x为问题PVOPEP的弱有效解.记问题PVOPEP的弱有效解集合为
在定理1的证明过程中做小的调整就可得到关于问题PVOPEP弱有效解的下半连续性定理:
定理2 假设下面的条件满足:
(a) A(·)在Λ上是紧值连续的;
(b) F(·,·,·)在B×B×Λ上是锥下半连续的;
(c) C(·)在Λ上是上半连续锥值映射;
(d) 如果对∀λ∈Λ,A(λ)\SW(λ)≠Ø,则对∀λ∈Λ,和∀x∈A(λ)\SW(λ),存在y∈SW(λ)和Λ上的上半连续正值函数M:Λ
$\longrightarrow$ (0,+∞),满足则SW(·)在Λ上是下半连续的.
注2 如果Λ是完备度量空间,解空间为任意度量空间,则可以得到S(·)和SW(·)的连续点构成Λ的稠密剩余子集Q,即S(·)和SW(·)在Q上是连续的,或者说S(·)和SW(·)是通有连续的或通有稳定的.