Abstract--Zusammenfassung
Decomposition of Arithmetic Expressions to Improve the Behavior of Interval Iteration for NonlinearSystems. Interval iteration can be used, in conjunction with other techniques, for rigorously bounding all solutions to a nonlinear system of equations within a given region, or for verifying approximate solutions. However, because of overestimation which occurs when the interval Jacobian matrix is accumulated and applied, straightforward linearization of the original nonlinear system sometimes leads to nonconvergent iteration.In this paper, we examine interval iterations based on an expanded system obtained from the intermediate quantities in the original system. In this system, there is no overestimation in entries of the interval Jacobi matrix, and nonlinearities can be taken into account to obtain sharp bounds. We present an example in detail, algorithms, and detailed experimental results obtained from applying our algorithms to the example.
AMS Subject Classifications: Primary: 65H10; secondary: 65G10Key words: Nonlinear algebraic systems, interval arithmetic, automatic differentiation.
Verbesserung der Intervalliteration fiir niehtlineare Gleichungssysteme durch Zerlegung arithmetischerAusdriicke. Intervalliterationen k6nnen in Verbindung mit anderen Verfahren verwendet werden, um alle Ltsungen eines nichlinearen Gleichungsystems in einem gegebenen Gebiet mit Sicherheit abzuschgtzen, und auch um Approximationen der Ltsungen solcher Systeme zu veriflzieren. Die Abschiitzungen in den Veffahren sind jedoch manchmal nieht hinreichend genau, da (Jbersehfitzungen in der Berechnung uud in dem Gebraueh der Invervall-Jacobi Matrix auflreten.In der vorliegenden Arbeit wcrden Intervalliterationen auf einem erweiterten Gleichungssystem behandelt. In diesem System gibt es keine Oberschiitzungen der Einzelkomponenten der Intervall-Jacobi Matrix, und fiir die Nichtlinearitfiten ktnnen Absch~tzungen angegeben werden. Anhand eines Beispiels wird die Wirkungsweise der behandelten Algorithmen demonstriert.