Об одновременном приближении функций и их производных посредством полиномов Чебышева, ортогональных на равномерной сетке
И. И. Шарапудиновab,
Т. И. Шарапудиновab a Дагестанский научный центр РАН
b Владикавказский научный центр РАН
Аннотация:
Рассмотрена задача об исследовании аппроксимативных свойств полиномиального оператора
$\mathcal{ X}_{m,N}(f)=\mathcal{ X}_{m,N}(f,x)$, действующего в пространстве
$C[-1,1]$, основанного на использовании лишь дискретных значений функции
$f(x)$, заданных в узлах равномерной сетки
$\{x_j=-1+jh\}_{j=0}^{N+2r-1}\subset [-1,1]$, который может быть использован в задаче об одновременном приближении дифференцируемой функции
$f(x)$ и ее нескольких производных
$f'(x), \ldots, f^{(p)}(x)$. Построение операторов
$\mathcal{ X}_{m,N}(f)$ основано на полиномах Чебышева
$T_n^{\alpha,\beta}(x,N)$ $(0\le n\le N-1)$, образующих ортогональную систему на множестве
$\Omega_N=\{0,1,\ldots,N-1\}$ с весом
$$
\mu(x)=\mu(x;\alpha,\beta,N)=c{\Gamma(x+\beta+1)
\Gamma(N-x+\alpha)\over \Gamma(x+1)\Gamma(N-x)},
$$
т.е.
$$
\sum_{x\in\Omega_N}\mu(x)T_n^{\alpha,\beta}(x,N)T_m^{\alpha,\beta}(x,N)
=h_{n,N}^{\alpha,\beta}\delta_{nm}.
$$
Получены верхние оценки для функции Лебега оператора
$\mathcal{ X}_{m,N}(f)=\mathcal{ X}_{m,N}(f,x)$ и весовых приближений вида
$$
{|\frac1{h^{\nu}}\Delta_h^\nu\left[ f(x_{j-\nu})-\mathcal{ X}_{n+2r,N}(f,x_{j-\nu})\right]|\over\left(\sqrt{1-x_{j}^2}+{1\over
m}\right)^{r-\nu-\frac12}}.
$$
Ключевые слова:
полиномы Чебышева, ортогональные на сетке; полиномы Чебышева первого рода; приближение функций и производных.
УДК:
517.587 Поступила в редакцию: 27.10.2015
Исправленный вариант: 22.12.2015
Принята в печать: 23.12.2015
DOI:
10.31029/demr.4.5