Оценка константы Лебега для Чебышевского распределения узлов

Обложка

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

к.ф.-м.н., доцент кафедры инженерных конструкций, архитектуры и графики
Россия, 163002, Россия, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17

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

д.ф.-м.н, профессор, профессор кафедры высшей и прикладной математики
Россия, 163002, Россия, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17

Список литературы

  1. Привалов A. A. Теория интерполирования функций. Кн. 1. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1990. 230 с.
  2. 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
  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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. Mason J., Handscomb D. Chebyshev polynomials. NY: Chapman and Hall/CRC, 2002. 360 p.
  8. 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
  9. Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. М.: Наука, 1979. 832 c.
  10. Бейтман Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. М.: Наука, 1974. Т. 2. 296 с.
  11. 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
  12. Люк Ю. Специальные математические функции и их аппроксимации. М.: Мир, 1980. 608 с.
  13. Sherwood H. Sums of power of integers and Bernoulli numbers // The Mathematical Gazette. 1970. Vol. 54. pp. 272–274.
  14. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Гермидер О.В., Попов В.Н., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».