Эта публикация цитируется в
1 статье
О многочленах наилучшего приближения сегментных функций
А. Ю. Трынинab a Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского, Россия, 410012, Саратов, ул. Астраханская, 83
b Московский центр фундаментальной и прикладной математики, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
Аннотация:
Предложен алгоритм поиска многочлена наилучшего приближения для непрерывной многозначной сегментной функции, заданной на совокупности не пересекающихся отрезков $X=\big(\bigcup_{j_{1}=0}^{n_1}[a_{j_1},b_{j_1}]\big) \cup\big(\bigcup_{k=0}^n x_k\big)$ таких, что $\big(\bigcup_{j_{1}=0}^{n_1}[a_{j_1},b_{j_1}]\big) \cap\big(\bigcup_{k=0}^n x_k\big)=\varnothing$, где не пересекающиеся отрезки
$[a_{j_1},b_{j_1}]$ и точки
$x_k$ принадлежат ограниченному отрезку
$[A,B]\subset \mathbb{R}$. Считаем, что функции
$f_{1}$ и
$f_{2}$ непрерывны на множестве
$X$, и всюду на
$X$ значение функции
$f_{1}(x)$ не превосходит значение функции
$ f_{2}(x)$. Оператор, ставящий в соответствие каждому
$x\in X$ отрезок
$[(x,f_{1}(x)),(x,f_{2}(x))]$, будем называть сегментной функцией
${\mathcal F} (x)$, заданной на
$X$. В силу непрерывности функций
$f_{1}$ и
$f_{2}$ сегментная функция
${\mathcal F}$ является
$h$-полунеперывным отображением сверху. Многочлен
$P_{m}=\sum_{i=0}^{m}a_{i}x^{i}$ наилучшего приближения в метрике Хаусдорфа на множестве
$X$ сегментной функции
${\mathcal F}$ с вектором коэффициентов $\vec{a}=(a_0,a_1,\dots,a_m)\in {\mathbb{R}^{m+1}}$ есть решение экстремальной задачи $\min_{\vec{a}\in {\mathbb{R}^{m+1}}}\max_{x\in X}\max(P_{m}(x)-f_{1}(x),f_{2}(x)-P_{m}(x)).$ Методами конструктивной теории функций показано, что для любых непрерывных на
$X$ функций
$f_{1}(x)\le f_{2}(x)$ существует многочлен наилучшего приближения в xаусдорфовой метрике
$h$-полунепрерывной сверху на множестве
$X$ сегментной функции
${\mathcal F} (x)$. Предложен алгоритм описания множества
$Е$ коэффициентов
$\vec{a}$ многочленов наилучшего приближения сегментной функции. Получены необходимые и достаточные условия единственности многочлена наилучшего приближения сегментной функции. Приведены результаты численных экспериментов, реализованных с помощью предложенного алгоритма.
Ключевые слова:
наилучшее приближение функции, аппроксимация многочленами, сегментная функция.
УДК:
517.518.8
MSC: 65D15,
26E25 Поступила в редакцию: 13.01.2022
DOI:
10.46698/m0485-4484-9134-k