Оценка константы Лебега для Чебышевского распределения узлов
- Авторы: Гермидер О.В.1, Попов В.Н.1
-
Учреждения:
- ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова»
- Выпуск: Том 25, № 4 (2023)
- Страницы: 242-254
- Раздел: Математика
- Статья получена: 21.12.2025
- Статья одобрена: 21.12.2025
- Статья опубликована: 24.12.2025
- URL: https://journals.rcsi.science/2079-6900/article/view/360401
- DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.25.202304.242-254
- ID: 360401
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В данной работе предлагается подход к получению оценки константы Лебега для интерполяционного процесса Лагранжа с узлами в нулях многочленов Чебышева первого рода. Двусторонняя оценка этой константы осуществлена с использованием логарифмической производной от гамма-функции Эйлера и дзета-функции Римана. Выбор узлов интерполирования обусловлен тем, что в этом случае при фиксированном числе узлов Чебышева постоянная Лебега стремится к своему минимальному значению, уменьшая погрешность алгебраического интерполирования и обеспечивая меньшую чувствительность по отношению к ошибкам округления. Выражения для верхней и нижней границ этой постоянной представлены в виде конечных сумм асимптотического знакочередующегося ряда. На основе полученных выражений вычисляются значения этих границ в зависимости от числа узлов интерполяционного процесса и проводится оценка погрешности найденных значений для каждой из границ на основе первого отброшенного слагаемого в конечных суммах асимптотического ряда. Результаты выполненных расчетов представлены в таблицах, в которых приведены отклонения величины константы Лебега от нижней и верхней границ ее оценки, а также погрешности найденных значений в зависимости от числа узлов Чебышева. С использованием численных методов показано, что с увеличением числа этих узлов происходит быстрое сближение значений границ полученной двусторонней оценки для постоянной Лебега. Представленные результаты могут быть использованы в теории интерполяции для оценки нормы оператора, сопоставляющего функции ее интерполяционный полином, и оценки отклонения построенного возмущенного полинома от невозмущенного.
Об авторах
Оксана Владимировна Гермидер
ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова»
Email: o.germider@narfu.ru
ORCID iD: 0000-0002-2112-805X
Василий Николаевич Попов
ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова»
Автор, ответственный за переписку.
Email: v.popov@narfu.ru
ORCID iD: 0000-0003-0803-4419
Список литературы
- Привалов A. A. Теория интерполирования функций. Кн. 1. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1990. 230 с.
- Ким В. А. Точные константы Лебега для интерполяционных ограниченных L-сплайнов третьего порядка // Сибирский математический журнал. 2010. Т. 51, № 2. С. 330–341. DOI: https://doi.org/10.1007/s11202-010-0026-3
- Ibrahimoglu B. A. Lebesgue functions and Lebesgue constants in polynomial interpolation // Journal of Inequalities and Applications. 2016. Vol. 93. pp. 1–15. DOI: https://doi.org/10.1186/s13660-016-1030-3
- Brutman L. On the Lebesgue function for polynomial interpolation // SIAM Journal on Numerical Analysis. 1978. Vol. 15, Issue 4. pp. 694–704. DOI: https://doi.org/10.1137/0715046
- Gunttner R. Evaluation of Lebesgue constants // SIAM Journal on Numerical Analysis. 1980. Vol. 17, Issue 4. pp. 512–520. DOI: https://doi.org/10.1137/0717043
- Gunttner R. Note on the lower estimate of optimal Lebesgue constants // Acta Mathematica Hungarica. 1994. Vol. 65, Issue 4. pp. 313–317. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01876033
- Mason J., Handscomb D. Chebyshev polynomials. NY: Chapman and Hall/CRC, 2002. 360 p.
- Powell M. J. D. On the maximum errors of polynomial approximations defined by interpolation and by least squares criteria // The Computer Journal. 1967. Vol. 9. pp. 404–407. DOI: https://doi.org/10.1093/COMJNL/9.4.404
- Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. М.: Наука, 1979. 832 c.
- Бейтман Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. М.: Наука, 1974. Т. 2. 296 с.
- Espinosa O., Moll V. A generalized polygamma function // Integral Transforms and Special Functions. 2004. Vol. 15, Issue 2. pp. 101–115. DOI: https://doi.org/10.1080/10652460310001600573
- Люк Ю. Специальные математические функции и их аппроксимации. М.: Мир, 1980. 608 с.
- Sherwood H. Sums of power of integers and Bernoulli numbers // The Mathematical Gazette. 1970. Vol. 54. pp. 272–274.
- Dzjadik V. K., Ivanov V. V. On asymptotics and estimates for the uniform norms of the Lagrange interpolation polynomials corresponding to the Chebyshev nodal points // Analysis Mathematica. 1983. Vol. 9, Issue 2. pp. 85–97. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01982005
Дополнительные файлы



