Приближение кусочно гладких функций тригонометрическими суммами Фурье
М. Г. Магомед-Касумовab a Дагестанский федеральный исследовательский центр РАН
b Владикавказский научный центр РАН
Аннотация:
Получены точные по порядку оценки скорости приближения кусочно гладких функций тригонометрическими суммами Фурье. Показано, что в точках непрерывности ряд Фурье кусочно липшицевой функции сходится к ней со скоростью
$\ln n/n$. Если же функция
$f$ имеет кусочно абсолютно непрерывную производную, то доказано, что в точках непрерывности порядок убывания остатка
$R_n(f,x)$ ряда Фурье такой функции равен
$1/n$. Кроме того, получены точные по порядку оценки для
$q$-раз дифференцируемых функций,
$q$-я производная которых является кусочно гладкой. В частности, если
$f^{(q)}(x)$ является кусочно липшицевой, то
$|R_n(f,x)| \le c(x)\frac{\ln n}{n^{q+1}}$ в точках непрерывности функции
$f^{(q)}(x)$ и $\sup_{x \in [0,2\pi]}|R_n(f,x)| \le \frac{c}{n^q}$. В случае, когда
$f^{(q)}(x)$ имеет кусочно абсолютно непрерывную производную,
$|R_n(f,x)| \le \frac{c(x)}{n^{q+1}}$ в точках непрерывности функции
$f^{(q)}(x)$. Как следствие последнего результата получена оценка скорости сходимости ряда Фурье к непрерывным кусочно линейным функциям.
Ключевые слова:
кусочно гладкие функции, ряд Фурье, скорость сходимости, кусочно линейные функции.
УДК:
517.521 Поступила в редакцию: 22.08.2019
Исправленный вариант: 27.11.2019
Принята в печать: 28.11.2019
DOI:
10.31029/demr.12.3