О представлении определенных интегралов значениями функции и ее производных

Автор: Шустов Виктор Владимирович

Журнал: Владикавказский математический журнал @vmj-ru

Статья в выпуске: 2 т.22, 2020 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрена задача интегрирования функции на основе ее приближения двухточечными интерполяционными многочленами Эрмита. Получены квадратурные формулы для общего случая, когда порядки производных, заданных в концевых точках отрезка, могут быть не равны друг другу. Представлена формула для остаточного члена, и на этой основе дана оценка погрешности численного интегрирования. Приведены примеры интегрирования функций с данными о погрешности и ее оценке. Проведено сравнение двухточечного приближения интегралов с методом, основанным на использовании формулы Эйлера - Маклорена. Cравнение метода двухточечного интегрирования с подходом, основанном на использовании формулы Эйлера - Маклорена, показало, что для достаточно гладких функций точность двухточечного интегрирования существенно выше, чем по формуле Эйлера - Маклорена. Приведен пример интеграла, для которого его приближения, полученные с использованием формулы Эйлера - Маклорена, расходятся, а полученные по формуле двухточечного интегрирования сходятся и достаточно быстро. Отметим также, что в отличие от формулы Эйлера - Маклорена, формула двухточечного интегрирования применима и в случае, когда максимальные порядки производных на концах отрезка интегрирования могут быть не равными друг другу, что важно в практических приложениях.

Еще

Квадратура функций, двухточечный интерполяционный многочлен эрмита, квадратурные формулы с использованием производных, оценка погрешности интегрирования, формула эйлера - маклорена, сходимость приближений

Короткий адрес: https://sciup.org/143170645

IDR: 143170645   |   DOI: 10.46698/v5909-5966-1536-u

Список литературы О представлении определенных интегралов значениями функции и ее производных

  • Березин И. С., Жидков Н. П. Методы вычислений. Т. 1. М.: Физматлит, 1962. 464 с.
  • Гончаров В. И. Теория интерполирования и приближения функций. М.: Гостехтеориздат, 1934. 316 с.
  • Микеладзе Ш. Е. Численные методы математического анализа. М.: Гостехтеориздат, 1953. 528 с.
  • Волков Е. А. Численные методы. М.: Наука, 1987. 248 с.
  • Калитки Н. Н. Численные методы: учеб. пособие. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 592 с.
  • Никольский С. М. Квадратурные формулы. М.: Наука, 1988. 256 с.
  • Крылов В. И. Приближенное вычисление интегралов. М.: Наука, 1967. 500 с.
  • Фихтенгольц Г. М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т. 2. М.: Наука, 1970. 800 с.
  • Шустов В. В. О приближении функций двухточечными интерполяционными многочленами Эрмита // Журн. вычисл. матем. и матем. физики. 2015. Т. 55, № 7. C. 1091-1108.
  • DOI: 10.7868/S004446691504016X
  • Шустов В. В. О представлении интегралов значениями функции и ее производных на основе использования двухточечных многочленов Эрмита // Теория операторов, комплексный анализ и математическое моделирование: тез. докл. XIII Междунар. науч. конф. (пос. Дивноморское, 7-14 сентября 2016 г.). Владикавказ: ЮМИ ВНЦ РАН, 2016. С. 85-87.
  • Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. СПб.: Изд-во "Лань", 2010. 608 с.
  • Кудрявцев Л. Д. Математический анализ. Т. 2. М.: Высшая школа, 1970. 592 с.
  • Кудрявцев Л. Д. Математический анализ. Т. 1. М.: Высшая школа, 1981. 584 с.
  • Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984. 832 с.
  • Шустов В. В. О представлении интегралов значениями функции и ее производных на основе использования двухточечных многочленов Эрмита // Мат. форум. Т. 11. Исследование по математическому анализу, дифференциальным уравнениям и их приложениям; ЮМИ ВНЦ РАН.-Москва: РАН, 2017. С.113-122. (Итоги науки. Юг России).
Еще
Статья научная