МАТЕМАТИКА
О рациональных приближениях функций и выборе собственных значений в алгоритме Вернера
О. Е. Галкин,
С. Ю. Галкина Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, 603950, Россия, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23
Аннотация:
Работа посвящена изучению наилучших равномерных рациональных приближений (НРРП) непрерывных функций на компактных, в том числе конечных, подмножествах числовой оси
$\mathbb R$. Показано, что НРРП на конечном множестве существует не всегда. Более подробно изучен алгоритм Гельмута Вернера поиска НРРП вида $P_m/Q_n=\sum_{i=0}^ma_ix^i\big/\sum_{j=0}^nb_jx^j$ для функций на множестве из
$N=m+n+2$ точек
$x_1<\dots<x_N$. Этот алгоритм может использоваться в алгоритме Ремеза поиска НРРП на отрезке. При работе алгоритма Вернера вычисляется
$(n+1)$ вещественное собственное значение
$h_1,\dots,h_{n+1}$ для пучка матриц
$A-hB$, где
$A$ и
$B$ – некоторые симметричные матрицы. Каждому собственному значению сопоставляется своя рациональная дробь вида
$P_m/Q_n$, являющаяся кандидатом на наилучшее приближение. Поскольку не более одной из этих дробей свободны от полюсов на отрезке
$[x_1, x_N]$, то возникает задача отыскания того собственного значения, которому соответствует рациональная дробь без полюсов. В работе показано, что если
$m=0$, все значения
$f(x_1),-f(x_2),\dots,(-1)^{n+2}f(x_{n+2})$ различны и НРРП положительно (отрицательно) во всех точках
$x_1,\dots,x_{n+2}$, то это собственное значение занимает
$[(n+2)/2]$-е (
$[(n+3)/2]$-е) место по величине. Приведены три численных примера, иллюстрирующих это утверждение.
Ключевые слова:
наилучшие равномерные рациональные приближения, рациональные приближения на конечных множествах, алгоритм Ремеза, алгоритм Вернера, выбор собственных значений в алгоритме Вернера.
УДК:
517.518.84
MSC: 65D15,
41A20 Поступила в редакцию: 01.08.2015