We establish in this work approximation results of deep neural networks for smooth functions measured in Sobolev norms, motivated by recent development of numerical solvers for partial differential equations using deep neural networks. {Our approximation results are nonasymptotic in the sense that the error bounds are explicitly characterized in terms of both the width and depth of the networks simultaneously with all involved constants explicitly determined.} Namely, for $f\in C^s([0,1]^d)$, we show that deep ReLU networks of width $\mathcal{O}(N\log{N})$ and of depth $\mathcal{O}(L\log{L})$ can achieve a nonasymptotic approximation rate of $\mathcal{O}(N^{-2(s-1)/d}L^{-2(s-1)/d})$ with respect to the $\mathcal{W}^{1,p}([0,1]^d)$ norm for $p\in[1,\infty)$. If either the ReLU function or its square is applied as activation functions to construct deep neural networks of width $\mathcal{O}(N\log{N})$ and of depth $\mathcal{O}(L\log{L})$ to approximate $f\in C^s([0,1]^d)$, the approximation rate is $\mathcal{O}(N^{-2(s-n)/d}L^{-2(s-n)/d})$ with respect to the $\mathcal{W}^{n,p}([0,1]^d)$ norm for $p\in[1,\infty)$. An extension of similar approximation results is also provided for target functions in the H\"{o}lder space.


翻译:我们在此建立深神经网络的近似值结果, 用于在 Sobolev 规范中测量的平滑函数, 其动机是最近为使用深神经网络的局部差异方程式开发的数字解析器 。 {我们近似值是非亚性 。 {我们的近似值是非亚性, 其含义是: 明确确定网络的宽度和深度 。} 。}, 也就是说, 对于$\ madcal{W_ 1, p} ([ 0, 1f_d) 的宽度 ReLU 网络$\ mathal{ O} (N\log{O}, 其不亚性近似性近似率 $\ mathal{O} (N_\\\\\\\\\ mal_l_lxxxxxxxxxxx 美元( 美元=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

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