Корректные и некорректные задачи, классы математических задач, которые различаются степенью определённости их решений. Многие математические задачи состоят в том, что по исходным данным u ищется решение z. При этом считается, что u и z связаны функциональной зависимостью z = R (u). Задача называется корректной задачей (или корректно поставленной), если выполнены следующие условия (условия корректности): 1) задача имеет решение при любых допустимых исходных данных (существование решения); 2) каждым исходным данным u соответствует только одно решение (однозначность задачи); 3) решение устойчиво.

  Смысл первого условия заключается в том, что среди исходных данных нет противоречащих друг другу условий, что исключало бы возможность решения задачи.

  Второе условие означает, что исходных данных достаточно для однозначной определённости решения задачи. Эти два услови я обычно называют условиями математической определённости задачи.

  Третье условие заключается в следующем. Если u₁ и u₂ — два различных набора исходных данных, мера уклонения которых друг от друга достаточно мала, то мера уклонения решений z₁ = R (u₁) и z₂ = R (u₂) меньше любой наперёд заданной меры точности. При этом предполагается, что в многообразии U = {u} допустимых исходных данных и в многообразии возможных решений Z = {z} установлено понятие меры уклонения (или меры близости) r(u₁, u₂) и r*(z₁, z₂). Третье условие обычно трактуется как физическая детерминированность задачи. Это объясняется тем, что исходные данные физической задачи, как правило, задаются с некоторой погрешностью; при нарушении же третьего условия как угодно малые возмущения исходных дан ных могут вызывать большие отклонения в решении.

  Задачи, не удовлетворяющие хотя бы одному условию корректности, называются некорректными задачами (или некорректно поставленными).

  Внимание к корректности задач было привлечено французским математиком Ж. Адамаром в связи с решением краевых задач для уравнений с частными производными. Понятие корректности задач явилось, в частности, поводом для классификации краевых задач таких уравнений.

  Существовало мнение, что некорректные задачи не могут встречаться при решении физических и технических задач и что для некорректных задач невозможно построение приближённого решения в случае отсутствия устойчивости. Расширение средств автоматизации при получении экспериментальных данных привело к большому увеличению объёма таких данных; необходимость установления по ним информации о естественнонаучных объектах потребовала рассмотрения некорректных задач. Развитие электронной вычислительной техники и применение её к решению математических задач изменил о точку зрения на возможность построения приближённых решений некорректно поставленных задач.

  Понятия приближённого решения для К. и н. з. существенно различны. В качестве приближённого решения z = R (u) корректной задачи можно брать точное её решение  с приближёнными исходными данными , т. к. для любой точности e приближённого решения корректной задачи в силу третьего условия существует такая точность d(e) исходных данных, что, если , то . Для некорректных задач точное решение с приближёнными исходными данными нельзя принимать в качестве приближённого решения. Однако задание приближённых исходных данных в естестве нных науках может быть охарактеризовано не только исходным элементом , но и мерой его точности d. Т. о., для определения приближённого решения имеется не только элемент , но и параметр d. Понятие приближённого решения задачи z = R (u) вводится с помощью т. н. параметрического оператора R_d(u), зависящего от параметра d и называемого регуляризирующим (или исправляющим) оператором. Если оператор R_d(u) определён для всех d > 0 и всех , входящих в класс допустимых и сходных данных, и если z = R (u), то для любой заданной точности e существует (хотя бы в принципе) такое d(e), что для любого элемента  решение  уклоняется от z меньше, чем на заданную точность e, т. е. .

  Т. о., приближённое решение некорректной задачи может быть сведено к нахождению регуляризирующего оператора , который определяет устойчивое приближение к z.

  Примером некорректной классической математической задачи может служить задача приближённого дифференцирования при определённых (практически важных) мерах точности задания z и u. Име нно, некорректной будет задача о нахождении равномерного приближения  к z по равномерному приближению  к u, т. к. здесь не выполнено первое условие корректности: не для всякой функции  такой, что  существует производная , а также не выполняется третье условие корректности: если даже существует производная , то из неравенства  не следует близость производных  и u'(х). Однако в качестве регуляризирующего оператора можно взять  при h >&g t; d. Этот оператор определён для всех  независимо от их дифференцируемости и в ограниченном промежутке даёт равномерное приближение для всякой непрерывно дифференцируемой функции u (х).

  Можно привести много др. примеров классических математических задач, являющихся некорректными при совершенно естественном выборе понятий меры точности как для исходных данных задачи, так и для возможных решений: решение систем линейных алгебраических уравнений с определителем, равным нулю; задача оптимального планирования; решение интегральных уравнений 1-го рода; задача аналитического продолжения; суммирование рядов Фурье; большое число краевых задач для уравнении с частными производными.

  Обширный класс некорректно поставленных задач в естествознании составляют задачи обработки наблюдений без дополнительной (количественной) информации о свойствах решений. Если изучается объект, количественны е характеристики z которого недоступны для прямого изучения, то обычно исследуются некоторые проявления этого объекта u, функционально зависящие от z. Задача обработки наблюдений состоит в решении «обратной задачи», т. е. в определении характеристики z объекта по результатам наблюдений u; при этом u задаётся приближённо.

  Имеется много работ (особенно советских математиков), посвященные методам приближённого решения некорректно поставленных задач и их применений к решению обратных задач. Эти работы имеют важное значение для автоматизации обработки наблюдений, для решения проблем управления и т. д.

  Лит.: Тихонов Д. Н., Об устойчивости обратных задач, «Доклады АН СССР», 1943, т. 39, № 5; его же, О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации, там же, 1963, т. 151, № 3; Лаврентьев М. М., О некоторых некорректных задачах математической физики, Новосиб., 1962.

  А. Н. Тихонов.