Điều gì tuyệt vời về người giải quyết không có đạo hàm cho SDE?


8

Tôi đang cố gắng làm quen với SDE và đã đọc một vài bài đánh giá về chủ đề này. Họ để lại ấn tượng rằng một lượng lớn công việc đã được đưa vào những người giải quyết không có đạo hàm. Theo hiểu biết của tôi, điều này có nghĩa là đối với một DDE như

dX= =f(X)dt+g(X)dW,
các dẫn xuất của fg không bắt buộc đối với phương thức (sửa tôi nếu tôi sai).

Tôi có thể hiểu rằng thuộc tính này hữu ích trong một số ứng dụng mà công cụ phái sinh khó hoặc không thể tính toán được hoặc không tồn tại. Tuy nhiên, tôi không mong đợi những vấn đề như vậy sẽ rất phù hợp trong ứng dụng.

Điều này gợi ý cho tôi rằng ít nhất một trong những điều sau đây được áp dụng:

  • Có một số lợi thế liên quan đến các bộ giải không có đạo hàm mà tôi đang thiếu.

  • Các vấn đề đòi hỏi người giải quyết không có đạo hàm (vì lý do trên) có liên quan nhiều hơn tôi nghĩ.

  • Nhu cầu về người giải quyết không có đạo hàm thấp hơn so với cung cấp, tức là sự chú ý dành cho họ bởi những người phát triển người giải quyết.

Đó là cái gì

Câu trả lời:


7

Tôi có thể hiểu rằng thuộc tính này hữu ích trong một số ứng dụng mà công cụ phái sinh khó hoặc không thể tính toán được hoặc không tồn tại. Tuy nhiên, tôi không mong đợi những vấn đề như vậy sẽ rất phù hợp trong ứng dụng.

Nếu một giải pháp phân tích cho công cụ phái sinh không được biết đến, nó rất tốn kém và dễ bị lỗi. Tính toán Jacobian là mục, nhưng các kỹ thuật phân biệt số sẽ cần thực hiện nhiều lệnh gọi hàm cho mỗi mục. Sau đó, để có được quyền này, các kỹ thuật phân biệt số phải chia cho một số nhỏ khi tính toán đạo hàm, điều này gây ra rất nhiều vấn đề về số.n2

Với các công cụ tự động nhận biết, chi phí này đã giảm, nhưng nó vẫn có thể là đáng kể. Vì vậy, khi Jacobian phân tích không được quy định, thường là tốt để tránh xa các phương pháp đòi hỏi dẫn xuất.

Tuy nhiên, tôi không mong đợi những vấn đề như vậy sẽ rất phù hợp trong ứng dụng.

Đối với hầu hết mọi thứ như SPDE phi tuyến hoặc hệ thống SDE lớn (1000) đến từ sinh học, việc viết Jacobian có thể gần như không thể và dễ bị lỗi. Tôi sẽ nói rằng đó là cách khác: mong đợi một Jacobian phân tích được cung cấp không phải là một ý tưởng tốt.

Có một số lợi thế nữa là tốt. Các phương pháp Runge-Kutta là các phương pháp không có đạo hàm và chúng có thể thực hiện rất nhiều tối ưu hóa hệ số.

Nhu cầu về người giải quyết không có đạo hàm thấp hơn so với cung cấp, tức là sự chú ý dành cho họ bởi những người phát triển người giải quyết.

Đó không phải là tình huống. Trong các phương pháp không có đạo hàm differentialEquations.jl đã được triển khai trước các phương pháp Sê-ri Taylor của KPS bởi vì, đối với hầu hết người dùng, nó sẽ dẫn đến việc dễ sử dụng và tăng hiệu suất. Điều đó nói rằng, trong lĩnh vực phương trình vi phân, bạn luôn có thể tìm thấy một ví dụ ngược trong trường hợp không phải vậy, vì vậy tôi có kế hoạch thực hiện một số phương pháp sử dụng đạo hàm một cách rõ ràng. Tuy nhiên, tôi chắc chắn rằng hầu hết người dùng có thể sẽ chỉ mặc định các phương pháp không có đạo hàm vì tải nhận thức ở phần cuối của họ thấp hơn nhiều.


4

Tôi không phải là một chuyên gia về phương trình vi phân ngẫu nhiên cụ thể, nhưng tôi cho rằng câu trả lời của tôi sẽ vẫn có giá trị.

  1. Tính toán của đạo hàm có thể là một thách thức, như bạn đã đề cập trong câu hỏi của bạn. Tuy nhiên, điều này thậm chí còn rõ rệt hơn trong trường hợp đa chiều, vì người ta sẽ phải tính toán ma trận Jacobian ( mục). Vì vậy, những người giải quyết không có đạo hàm sẽ phải chịu lời nguyền của chiều. Tình hình thậm chí còn trở nên tồi tệ hơn khi các dẫn xuất bậc cao hơn được yêu cầu cho một sơ đồ.n2
  2. Tính toán của một đạo hàm tự nó thường khuếch đại nhiễu số. Vì vậy, ví dụ, nếu hàm cơ bản ( hoặc ) không phân tích, lỗi trong đạo hàm có thể làm sai lệch hoàn toàn giải pháp.fg

Cảm ơn bạn vì câu trả lời. Về điểm 1: Có, bạn sẽ phải tính toán Jacobian, nhưng trong hầu hết các trường hợp tôi có thể nghĩ nó sẽ thưa thớt, nếu không nói là không (ít nhất là đối với ). Về điểm 2: Loại ứng dụng nào có hoặc không phân tích ? gfg
Wrzlprmft

Yêu cầu người dùng cung cấp một mô hình thưa thớt để có được hiệu suất tốt là cách tốt để hầu hết người dùng có hiệu suất kém. Hầu hết người dùng chỉ muốn một "bộ giải SDE tự động" cho hầu hết các vấn đề, như những gì Dormand-Prince đưa ra, do đó, cần số lượng đầu vào trong "phương pháp cơ bản nhất" là giảm khả năng sử dụng.
Chris Rackauckas

Vâng, Jacobian có thể thưa thớt. Câu hỏi đặt ra là mức độ thưa thớt của nó, việc xác định mô hình thưa thớt dễ dàng như thế nào và cần bao nhiêu đánh giá chức năng để tính toán nó so với phương pháp không có đạo hàm. Về "nhiễu số". Nó cũng sẽ phát sinh với các chức năng phân tích, chỉ là không nghiêm trọng (nhưng đủ thách thức về mặt tính toán để xem xét các sơ đồ không có đạo hàm). Chức năng không phân tích? Khó có thể trả lời cái nào được sử dụng trong thế giới DE ngẫu nhiên. Là một chuyên gia về phương trình tích phân, tôi luôn sử dụng hàm Green làm ví dụ.
Anton Menshov
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.