Кубатурные и квадратурные формулы высокого порядка аппроксимации
Д. А. Силаев Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Аннотация:
Данная работа посвящена использованию полулокальных сглаживающих сплайнов или
$S$-сплайнов для построения кубатурных формул. Такие сплайны являются кусочно-полиномиальной функцией, первые коэффициенты каждого полинома определяются условиями гладкой склейки, а остальные – методом наименьших квадратов. Ранее рассматривались и применялись сплайны
$3$- й и
$5$-й степени. Настоящая работа посвящена использованию
$S$-сплайнов степени
$n$ (
$n=9,10$). Особый интерес для вычисления интегралов представляют
$S$-сплайны класса
$C^0$ (только непрерывные). С помощью таких сплайнов строятся квадратурные и кубатурные формулы высокого порядка аппроксимации для вычисления одно-, двух- и трёхмерных интегралов в односвязной области
$10$- го и
$11$-го порядков аппроксимации. Предполагается, что интегрируемая функция принадлежит классу
$C^{(n+1)}$ (
$n=9,10$) в несколько большей области, чем исходная область, по которой ведётся интегрирование. Предполагается также, что граница области задана параметрически, что позволяет с высокой степенью точности учесть границу области. Получены соответствующие оценки сходимости. Подобный подход возможен и для построения формул интегрирования гладких функций в многомерных областях.
Ключевые слова:
полулокальный сглаживающий сплайн, квадратурная формула, существование и единственность $S$-сплайнов, устойчивость и сходимость $S$-сплайнов.
УДК:
519.6+517.9