Приближенные методы вычисления интегралов Адамара. Бойков И.В - 100 стр.

UptoLike

101
()
()
(
)
()
()( )
12 12
12 12
1, 1 1, 1
12 12
312
111 2 2 2
,,
pp pp
ttt
Idd
tih t ih
−− −−
∞∞
ττ ττ
−∞ −∞
ϕτϕ
=
ττ=
⎡τ ⎡τ
⎣⎦
∫∫
()
()
(
)
()
()
12 12
12 12
1, 1 1, 1
12 12
1
111
,,
pp pp
ttt
d
tih
−− −−
∞∞
ττ ττ
−∞ −∞
ϕτϕ
=
τ×
⎡τ
⎣⎦
∫∫
22
22
, если лежит в верхней полуплоскости;
, если лежит в нижней полуплоскости;
itih
itih
π−
×
−π
(
)
()
()( )
()
()
12
12
12
12
1, 1
12
1, 1
41212
111 2 2 2
,
,
pp
pp
tt
Iddtt
tih t ih
−−
∞∞
ττ
−−
ττ
−∞ −∞
ϕ
τ=ϕ×
⎡τ ⎡τ
⎣⎦
∫∫
()( )
()( )
2
11 2 2
2
11 2 2
, если обе точки лежат или в верхних,
или в нижних полуплоскостях соответствующих плоскостей;
, если одна из точек или лежит в верхней
полуплоскости, а вторая в нижней.
tihи tih
tih t ih
−π
×
π−
Оценка погрешности кубатурной формулы (3.4.2) имеет вид
12
34
11
,
N
Nij
ij
R
r
==
=
где слагаемые
ij
r имеют тот же вид, что и в разд. 3.2 с заменой ин-
тегрирования по конечным областям интегрированием по бесконеч-
ным областям. Оценка погрешности
12
N
N
R складывается из суммы
трех групп слагаемых. Каждая группа состоит из четырех слагаемых.
Повторяя рассуждения, приведенные в разд. 3.2, получаем
12
11
22
12 1 2 12
12
1
ln ln .
NN
Oh h h h hh
hh N
⎛⎞
ε
=++
⎜⎟
⎝⎠
Таким образом, оценка погрешности кубатурной формулы на то-
пологическом произведении двух бесконечных контуров является
бесконечно малой величиной высшего порядка.
                           ( p −1, p2 −1) τ , t − ϕ( p1 −1, p2 −1) t , t
                  ∞ ∞   ϕτ τ1            ( 1 2) τ τ               ( 1 2)
         I3 =     ∫ ∫       1 2

                              ⎣ 1 − ( t1 − ih1 ) ⎤⎦ ⎡τ
                              ⎡τ
                                                        1 2

                                                    ⎣ 2 − ( t2 − ih2 )⎤⎦
                                                                              d τ1d τ2 =
                −∞ −∞
                            ( p −1, p2 −1) τ , t − ϕ( p1 −1, p2 −1) t , t
                  ∞ ∞     ϕτ τ1           ( 1 2) τ τ               ( 1 2)
              =   ∫ ∫        1 2                        1 2

                                         ⎣ 1 − ( t1 − ih1 ) ⎤⎦
                                         ⎡τ
                                                                               d τ1 ×
                  −∞ −∞
             ⎧ πi, если t2 − ih2 лежит в верхней полуплоскости;
            ×⎨
             ⎩−πi, если t2 − ih2 лежит в нижней полуплоскости;
                           ( p −1, p2 −1) t , t
        ∞ ∞               ϕτ τ1          ( 1 2)                            ( p −1, p2 −1) t , t ×
 I4 =   ∫ ∫                 1 2
                                                      d τ1d τ2 = ϕτ τ1                   ( 1 2)
              ⎡τ
        −∞ −∞ ⎣ 1
                  − ( t1 − ih ) ⎤ ⎡τ
                             1 ⎦⎣ 2  − ( t 2 − ih )
                                                 2 ⎦⎤              1 2


 ⎧−π2 , если обе точки ( t1 − ih1 ) и ( t2 − ih2 ) лежат или в верхних,
 ⎪
 ⎪      или в нижних полуплоскостях соответствующих плоскостей;
×⎨
 ⎪π , если одна из точек ( t1 − ih1 ) или ( t2 − ih2 ) лежит в верхней
   2
 ⎪
 ⎩    полуплоскости, а вторая − в нижней.
  Оценка погрешности кубатурной формулы (3.4.2) имеет вид
                                                    3   4
                                      RN1N 2 =     ∑∑ rij ,
                                                   i =1 j =1

где слагаемые rij имеют тот же вид, что и в разд. 3.2 с заменой ин-
тегрирования по конечным областям интегрированием по бесконеч-
ным областям. Оценка погрешности RN1 N 2 складывается из суммы
трех групп слагаемых. Каждая группа состоит из четырех слагаемых.
Повторяя рассуждения, приведенные в разд. 3.2, получаем
                   ⎛ 1 1                                     ⎞
        RN1N 2 = O ⎜ h1 2 h2 2 ln h1 ln h2 + ε      + 1 h1h2 ⎟ .
                   ⎝                           h1h2    N     ⎠
   Таким образом, оценка погрешности кубатурной формулы на то-
пологическом произведении двух бесконечных контуров является
бесконечно малой величиной высшего порядка.


                                               101