Physics informed neural networks approximate solutions of PDEs by minimizing pointwise residuals. We derive rigorous bounds on the error, incurred by PINNs in approximating the solutions of a large class of linear parabolic PDEs, namely Kolmogorov equations that include the heat equation and Black-Scholes equation of option pricing, as examples. We construct neural networks, whose PINN residual (generalization error) can be made as small as desired. We also prove that the total $L^2$-error can be bounded by the generalization error, which in turn is bounded in terms of the training error, provided that a sufficient number of randomly chosen training (collocation) points is used. Moreover, we prove that the size of the PINNs and the number of training samples only grow polynomially with the underlying dimension, enabling PINNs to overcome the curse of dimensionality in this context. These results enable us to provide a comprehensive error analysis for PINNs in approximating Kolmogorov PDEs.


翻译:通过尽量减少点残余物,我们从物理向神经网络通报PDE的近似解决方案。我们从PINN在接近大量线性抛物线式PDE的解决方案时发生的错误中得出严格的界限,即包括热方程和选择定价的黑分方程的Kolmogorov等方程式。我们建造神经网络,其PINN的剩余(一般化错误)可以像所希望的那样小一些。我们还证明,总价值2美元-error可以受一般化错误的约束,而一般化错误又以培训错误为界限,但必须使用足够数量的随机选择培训(合用)点。此外,我们证明,PINN的大小和培训样品数量只能与基本层面多倍增长,使PINN能够克服这一背景下的维度诅咒。这些结果使我们能够为匹配Kolmogorov PDEs的PINNs提供全面的错误分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
26+阅读 · 2021年7月11日
专知会员服务
76+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月13日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
26+阅读 · 2021年7月11日
专知会员服务
76+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员