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分数阶光滑函数三次插值公式余项估计

2016-11-01王同科

天津师范大学学报(自然科学版) 2016年2期

樊 梦,王同科

(天津师范大学 数学科学学院,天津 300387)

分数阶光滑函数三次插值公式余项估计

樊梦,王同科

(天津师范大学 数学科学学院,天津 300387)

利用局部分数阶Taylor公式,导出了分数阶光滑函数等距节点三次Lagrange插值公式余项的精确估计式,并通过数值算例验证了理论分析的正确性

局部分数阶导数;分数阶Taylor公式;三次插值;余项估计;收敛阶

1 引言及预备知识

插值法[1-2]是利用函数f(x)在某区间中若干点的函数值,构造适当的特定函数,在这些点上取已知值,在其他点上用这些特定函数的值作为f(x)近似值的方法.设f(x)在某区间上有定义,xi,i=0,1,…,n为该区间上互不相同的n+1个点,多项式插值就是求一个不超过n次的多项式pn(x),使得pn(xi)=f(xi),i=0,1,…,n.pn(x)的Lagrange表示形式为pn(x)=其中插值基函数

当f(x)∈C[a,b]时,pn(x)的差商型余项为

许多学者对不同的插值问题做了深入研究.文献[3]研究了连续函数非等距节点线性插值的误差估计.文献[4]总结了一些插值的收敛性问题.文献[5]给出了分段光滑函数的误差估计式.虽然差商型余项对函数的光滑性要求很弱,但其无法给出插值余项的精确刻画.文献[6]对于分数阶光滑函数的线性和二次插值函数,给出了插值余项的精确刻画,其中使用的主要工具是局部分数阶导数[7-11].本研究在分数阶光滑函数二次插值公式余项估计的基础上,给出了三次插值公式的余项表达式,并通过一些具体实例,借助Mathematica[12]程序验证余项估计式的正确性.

定义1[8-9](KG局部分数阶导数)设f(x)∈Ck[a,b],给定x0∈[a,b],若存在k<α<k+1,使得……

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