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非光滑函数|x|的Newman有理插值逼近

2013-09-21许树声

长春大学学报 2013年10期

詹 倩,许树声

(1.安徽理工大学 理学院,安徽 淮南 232001;2.华东理工大学 理学院,上海 200237)

非光滑函数|x|的Newman有理插值逼近

詹 倩1,许树声2

(1.安徽理工大学 理学院,安徽 淮南 232001;2.华东理工大学 理学院,上海 200237)

考虑一个新的修正后的Newman节点集,并给出在此节点集上用Newman型有理插值算子逼近非光滑函数|x|的渐近公式。不但证实基于该节点集上的Newman有理插值改进了逼近效果,而且证明其精确的逼近阶为O(e-?n-),此逼近误差的阶是对Newman(见[2])and XIE Ting-fan的提高。

函数逼近;非光滑函数;Newman有理插值算子;渐近公式

0 引言

在逼近论中,函数|x|起着非常重要的作用。Weierstrass定理的Lebesgue证明就是基于函数|x|可被多项式逼近。众所周知,早在1913年,Bernstein就证明了在[-1,1]上对|x|的最佳多项式逼近En(|x|)~,且不能改进[1]。1964年,Newman证明了|x|在[-1,1]上的最佳有理逼近效果更好,Rn(|x|)远优于其多项式最佳逼近[2]。事实上,他选择的节点集是X={-a,-a2,…,-an-1,0,an-1,…,a2,a},其中a=exp(-n-1/2),n=1,2,…,取

并构造有理插值函数rn(X;x)如下

Newman利用以上有理插值函数得到以下著名定理

定理 对 x∈[-1,1],n≥5,有下式成立

显然Newman在证明中构造的函数rn(X;x)是在节点集X上对|x|的插值函数。

压缩到[0,1]区间,即

2004年,谢庭藩和周颂平改进了(2)式,并得到了逼近的渐近公式:[7]

下面我们将选取一类新的节点集,基于该节点集用Newman型算子对非光滑函数进行逼近,并给出逼近的渐近公式。

1 结论及证明

下文中我们选取的一类新的节点集为

A为一个正常数。记

而Newman型算子rn(x)如(1)式定义。注意到f(x)与rn(x)均为偶函数,故对逼近误差我

们只需对x∈[0,1]进行讨论。易见

定理1以下渐近等式成立

因此

应用引理1并经过简单……

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