Численное интегрирование. Добрынина Н.Ф. - 54 стр.

UptoLike

Составители: 

54
Введем определенную на отрезке ],[ haha
+
функцию
0, >
h
h
ax
Qh
r
r
, (7)
где
[
]
11,
12
arccos)1(sin
)(
2
+
=
x
x
xr
xQ
r
r
.
Функция (7) есть алгебраический многочлен степени
r
0
2
2
1
1
2
... axaxax
h
ax
Qh
r
r
r
r
r
r
++++=
с коэффициентом при
r
x , равным 1. Такой многочлен (7) называем
многочленом степени
r
, наименее уклоняющимся от нуля в среднем
на отрезке ],[ haha
+ . Этот многочлен можно трактовать так:
dxxPx
ha
ha
r
r
+
)(
1
,
где )(
1
xP
r
произвольный алгебраический многочлен степени 1
r
;
достигает своего наименьшего значения в случае единственного мно-
гочлена )(
*
1
xP
r
, для которого
)(
*
1
xPx
h
ax
Qh
r
r
r
r
=
. (8)
Многочлен )(
*
1
xP
r
называют наилучшим многочленом степени
1
r
, приближающим в среднем на отрезке ],[ haha
+
функцию
r
x . Если
r
четные, то для того, чтобы два многочлена вида (7), наи-
менее уклоняющиеся от нуля на отрезках ],[ haha
+
и
],[
11
hbhb + , где
1
hbha
=
+ , совпадали в точках
ha
+
, необходи-
мо и достаточно выполнение условия
1
hh
=
. Действительно, то что
многочлены равны в точке
ha
+
, эквивалентно равенству
)1()1(
1
=
r
r
r
r
QhQh ,
   Введем определенную на отрезке [a − h, a + h] функцию
                                    ⎛x−a⎞
                             h r Qr ⎜   ⎟, h > 0 ,                        (7)
                                    ⎝ h ⎠

где
                             sin[(r + 1) arccos x ]
                 Qr ( x) =                             , −1 ≤ x ≤ 1.
                                  2r 1 − x 2
   Функция (7) есть алгебраический многочлен степени r
                     ⎛x−a⎞              r −1      r −2
              h 2 Qr ⎜        r
                         ⎟ = x + ar −1 x + ar −2 x + ... + a0
                     ⎝ h ⎠
с коэффициентом при x r , равным 1. Такой многочлен (7) называем
многочленом степени r , наименее уклоняющимся от нуля в среднем
на отрезке [a − h, a + h] . Этот многочлен можно трактовать так:
                               a+h

                                ∫≤ x
                                       r
                                           − Pr −1 ( x) dx ,
                               a−h

где Pr−1 ( x) – произвольный алгебраический многочлен степени r − 1 ;
достигает своего наименьшего значения в случае единственного мно-
гочлена Pr−* 1 ( x) , для которого
                                    ⎛ x−a⎞
                             h r Qr ⎜         r    *
                                         ⎟ = x − Pr −1 ( x) .             (8)
                                    ⎝ h ⎠
   Многочлен Pr−* 1 ( x) называют наилучшим многочленом степени
r − 1 , приближающим в среднем на отрезке [a − h, a + h] функцию
x r . Если r четные, то для того, чтобы два многочлена вида (7), наи-
менее уклоняющиеся от нуля на отрезках [a − h, a + h] и
[b − h1 , b + h1 ] , где a + h = b − h1 , совпадали в точках a + h , необходи-
мо и достаточно выполнение условия h = h1 . Действительно, то что
многочлены равны в точке a + h , эквивалентно равенству
                              h r Qr (1) = h1r Qr ( −1) ,


                                            54