一个数值求积公式的渐进性质
积分第二中值定理中的渐进性
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芜湖职业技术学院学报2001年第3卷第2期
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相似文献(4条)
1.期刊论文 陈新一.唐文玲.CHEN Xin-yi.TANG Wen-ling 关于积分第二中值定理"中值点"的一个注记 -甘肃联合
大学学报(自然科学版)2005,19(3)
利用极限理论,给出并证明了减弱条件的积分第二中值定理"中值点"的渐近性的几个结论,相信在积分学中有着很重要的作用.
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于是我们可得
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·收稿日期:2001-02.12 作者简介:唐金菊,女,1964年出生,安徽枞阳人,中教一级。
g(x)在[a,b]在存在m阶导数,g(k+1’(b)=…=g(k+m-1)(b)=o,g‘。+“’(b)≠0,且g‘。+”’(x)在b点连续。k=o,1,2…,则
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文稿责编:吴月红
广义高斯求积公式的渐进计算与数表
广义高斯求积公式的渐进计算与数表广义高斯求积公式是一种数值积分方法,用于计算定积分。
它的基本思想是将被积函数在积分区间上用一个多项式插值,然后将插值多项式的系数乘以被积函数的值进行积分。
该方法的优势在于可以通过选择适当的插值点和权重,提高数值积分的精度和效率。
∫_[a,b] (w(x)f(x))dx ≈ ∑_(i=0)^n (w_i*f(x_i))其中,a和b是积分区间的端点,w(x)是权重函数,f(x)是被积函数,n是积分点的个数,w_i和x_i是分别对应第i个积分点的权重和插值点。
在实际计算中,广义高斯求积公式的精度和效率取决于选取的插值点和权重。
一种常用的方法是选择Chebyshev-Gauss积分点和权重。
Chebyshev-Gauss积分点是通过对Chebyshev多项式进行零点计算得到的,这些积分点在区间[-1,1]上具有最优的插值性质。
然后,通过线性变换将这些积分点映射到[a,b]上,并利用一些数值算法计算对应的权重。
对于高斯求积公式,常用的方法是利用数值算法进行计算,如递推关系、定点迭代和数值优化等。
这些算法可以通过计算递推关系和误差限定理进行渐进计算,从而提高求积公式的精度和效率。
此外,还可以通过数表的方式记录已经计算好的高斯求积公式的插值点和权重,以便快速查找和使用。
这些数表通常是在计算资源允许的情况下通过计算机程序生成的,可以根据需要选择不同精度和积分区间的数表。
总之,广义高斯求积公式是一种有效的数值积分方法,通过选择合适的插值点和权重,可以提高数值积分的精度和效率。
它的渐进计算和数表记录可以通过递推关系和数值算法进行实现,以应对不同精度和积分区间的需求。
数学物理方法概论之——渐进方法
第三章 渐近方法
1、 量级符号; 2、 渐近展开; 3、 渐近展开式的运算; 4、 积分的渐近展开式; 5、 最陡下降法; 6、 驻定相位法; 7、 常微分方程的渐近解;
那么称此为 f (x) 在 z0 点的渐近展式。记为
f (z) anwn (z) z z0
n
注意:渐近展式与函数的级数展式不同:对确定的z值,渐近 展式的项数无限增多时,所得级数一般是发散的,但若满足
渐近展式的定义式,则当 z z0 时,取确定的项数n会得
到对函数非常好的近似。
§ 3.2 渐近展开
例: n , Pn (x) O(xn ),
x 0, x cos(1/ x) O(x)
也可以说若存在某个常数A,使对定义域D某个内点x0的邻
域
V内的所有xf ,(x满) 足A g(x) 或 lim f (x) A xx0 g(x)
称函数f (x)至多与g (x)同阶。
§ 3.1 量级符号
§ 3 渐近方法
例1:求 f (x) etdt
分值。
0 xt
x当
即求 x 时f (x) 的渐近展
解:
式。
利用分部积分法,多次分部积分
时的积
f
(
x)
1 x
et dt
0 x t2
= 1
x
1 x2
2! x3 -
x3!4
(-1)n
(n 1)! xn2
数值求积公式的代数精度
数值求积公式的代数精度
数值求积公式,也称为数值积分公式或者数值积分方法,是一种通过有限个点的函数值来近似计算定积分的方法。
代数精度是数值求积公式的一个重要性质,它描述了该公式能够准确计算的最高次多项式的积分。
代数精度的定义如下:
如果一个求积公式对于所有次数不超过m的多项式都准确成立,但对于某个m+1次多项式不准确,则称该求积公式具有m次代数精度。
换句话说,一个具有m次代数精度的求积公式可以准确地计算出任何次数不超过m的多项式的积分(在指定的积分区间内),但对于m+1次或更高次的多项式,该公式只能给出近似结果。
例如,常用的梯形求积公式具有1次代数精度,因为它可以准确地计算出任何一次多项式的积分,但对于二次或更高次的多项式只能给出近似结果。
同样地,辛普森求积公式具有3次代数精度,因为它可以准确地计算出任何三次多项式的积分。
需要注意的是,代数精度并不直接反映求积公式的误差大小或适用范围,它只是一个描述求积公式性质的指标。
在实际应用中,我们需要根据具体的问题和要求选择合适的求积公式,并进行误差分析和控制。
广义高斯求积公式的渐进计算与数表
广义高斯求积公式的渐进计算与数表
广义高斯求积公式是一种用于数值积分的方法,可以在给定有限个节
点上对任意函数进行近似积分。
该公式适用于广泛的函数类,例如多项式、指数和三角函数等。
在计算机科学和工程领域,广义高斯求积公式常被用
于求解复杂的数值积分问题。
∫(a到b)w(x)f(x)dx ≈ ∑(i=0到n)wi*f(xi)
其中,a和b是积分区间的端点,w(x)是权重函数,f(x)是待求函数。
n是节点的数量,wi和xi分别是第i个节点的权重和位置。
广义高斯求积公式的核心思想是通过合适的节点和权重来近似代替被
积函数,使得积分结果尽可能接近准确值。
节点的选择通常采用在积分区
间上具有优良性质的多项式。
权重的选择则需要满足一定的条件,以确保
公式的稳定性和准确性。
广义高斯求积公式的渐进计算方法通常基于节点的递推关系。
对于给
定的节点和权重,可以通过递推公式快速计算出更多节点和权重的数值。
递推公式的具体形式取决于所使用的多项式族,例如勒让德多项式、拉盖
尔多项式或切比雪夫多项式等。
广义高斯求积公式的渐进计算和数表对于数值积分的高效求解非常重要。
通过递推计算和直接查表,可以避免重复的节点和权重计算,提高计
算效率。
数表则为用户提供了灵活、方便的方法,使得人们能够更快速地
进行数值积分计算,加快科学研究与工程实践的进程。
总之,广义高斯求积公式的渐进计算和数表为数值积分问题的求解提
供了有效的方法和工具。
这些方法和资源可以帮助人们更高效地求解复杂
的数值积分问题,促进科学研究和工程实践的发展。
积分第一中值定理中间点的一般渐近性质与求积公式
大学数学
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积分第一中值定理中间点的 一般渐近性质与求积公式
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到
此
式
中
含
导
数
数学物理方法概论之——渐进方法
§ 3 渐近方法
3) 量级小于
若x x0时,f (x) / g(x) 0,则记f (x) o(g(x))
例: x 0, tan(x3) o(x2 ),
x , 对n 0, xn o(ex )
f (x) O(1) 的意义是说 f (x)有界,而f (x) o(1) 义是说f (x)趋于零。
§ 3 渐近方法
获得积分 渐近展式的
一、 逐项积分法: 瓦特森引理:设
方法有两种 (1)F (t) f (ta )tb , a 0,b 1;
(1)把被积函数 (2) f (x)对 | x | 有麦克劳林展式;
的一部分展 (3)t 时, 存在常数M 和C,| F (t) | Mect ;
§ 3.2 渐近展开
§ 3 渐近方法
六、 幂函数的展
式
wn (z) (z z0 )n, n 0,1, 2, , 在D 中,
若当z → z0,对每一个N 有:
N
f (z) an (z z0 )n o[(z z0 )n ]
N
n0
则: an (z z0 )n 是D中,z z0 时,f (z)
的
n0
一个渐近
幂级数展式,f (z记) 为 N an (z z0 )n z z0 n0
其中一种重要的特殊情形是在D中,当z0 时,如
果
f (z)
N n0
an zn
o(zn )
则在D中,当 z 时
f
(z)
~
N n0
an zn
§ 3.3 渐近展式的运算
例: n , Pn (x) O(xn ),
常用数值求积公式渐近性的注记
“
丢
.
0
若在() 1 中令 +÷( -a , -a , 一口 x )X - + 得到对应于()  ̄ 1 的校正公式 , 即
推 论 2 设 函数 厂 z 在 区间[ , + 上 可导 , () nn ] 则数 值求 积公 式
J d.(+ 矗 、÷) -f) ̄f) ( , f ( xha 号。 u I z Ⅱ a + h n 寺f +^
J 1 2 … , 一 1 f ’n ≠ O 则 由 梯 形 公 式 ( ) 定 的 , 立 一 ,, P , () , 3确 成
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定 理 3 设 函数 _ £ 在 区 间 [ z 上 连 续 , n的 某邻 域 内 直 到 P+2次 可 导 , 厂 ( ) 厂 ) ( n, ] 在 且 c , n 一0 ,
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一
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当 P 1时 可 得 一
推论 5 设 函数 -() 区 间[ , 上 连 续 , n的某 邻 域 内直 到 三 次 可 导 , 尸 ( ) , 由梯 形 厂 £在 n ] 在 且 。 ≠o 则
公 式 ( ) 定 的 ∈ 成 立 3确 ,
第2 6卷 第 4期
21 0 0年 8月
大 学 数 学
CO ILEG E A T H EM A TI M CS
V o . 6, Q. 12 N 4 Au 2 0 g. 01
常用 数 值 求 积公 式 渐 近 性 的注记
胡 晶地
( 江 广 厦 建 设 职 业 技 术 学 院 信 息 与控 制 工程 学 院 , 江 东 阳 3 2 0 ) 浙 浙 2 10
积分中值定理中间值的渐进性
积分中值定理中间值的渐进性
积分中值定理的证明:设f(x)在[a,b]上连续,且最大值为m,最小值为m,最大值和最小值可相等。
由估值定理及连续函数的介值定理可证明积分中值定理。
积分中值定理在应用中所起到的重要作用是可以使积分号去掉,或者使复杂的被积函
数化为相对简单的被积函数,从而使问题简化。
因此,对于证明有关题设中含有某个函数
积分的等式或不等式,或者要证的结论中含有定积分,或者所求的极限式中含有定积分时,一般应考虑使用积分中值定理,去掉积分号,或者化简被积函数。
不等式证明
积分不等式是指不等式中含有两个以上积分的不等式,当积分区间相同时,先合并同一
积分区间上的不同积分,根据被积函数所满足的条件,灵灵活运用积分中值定理,以达到证
明不等式成立的目的。
在证明的定分数不等式时, 常常考量运用分数中值定理, 以便换成分数符号, 如果被
内积函数就是两个函数之积时, 可以考量用分数第一或者第二中值定理。
对于某些不等式
的证明, 运用原分数中值定理就可以获得“≥”的结论, 或者不等式显然无法获得证明。
而运用改良了的分数中值定理之后, 则可以获得“\ue”的结论, 或者顺利的解决问题。
一类高斯数值求积公式的极限性质
一类高斯数值求积公式的极限性质高斯数值求积公式是一种常见的数值积分方法,用于求解复杂的数学函数在给定区间上的积分。
高斯数值求积公式的基本思想是使用一组特定的权重和节点,通过将函数在这些节点上的值与对应权重的乘积相加,来估计函数在整个区间上的积分值。
这种方法的优势在于相对其他数值积分方法,它具有更高的精度和收敛速度。
然而,在实际应用中,我们需要了解高斯数值求积公式的一些极限性质,以便能够正确地选择节点和权重,并理解它们的数学背景。
以下是一类高斯数值求积公式的四个重要极限性质。
1.高斯数值求积公式的准确性:对于任何多项式$f(x)$,如果我们选择了足够高阶的高斯求积公式,那么该公式将精确地计算出多项式的积分值。
这是因为高斯数值求积公式是基于正交多项式的性质设计的,而正交多项式是一组具有特殊正交关系的多项式集合。
2.高斯数值求积公式的代数精度:高斯数值求积公式的代数精度是指它在一组节点和权重上与多项式函数的积分值之间的差异。
对于$n$阶高斯数值求积公式,其代数精度为$2n-1$,即它能够精确地计算$2n-1$阶以下的多项式的积分值。
3.高斯数值求积公式的正交性:高斯数值求积公式基于正交多项式,而正交多项式具有特殊的正交关系。
具体而言,对于任意两个不同的节点 $x_i$ 和 $x_j$,高斯数值求积公式中的权重满足 $w_i \cdot P_j(x_i) = 0$,其中 $P_j(x)$ 是$j$ 阶正交多项式。
4.高斯数值求积公式的最佳选择:在选择高斯数值求积公式的节点和权重时,我们可以利用一些最佳性质来提高计算的效率。
其中一种常见的选择是使用 Chebyshev-Gauss-Lobatto(CGL)节点,这些节点是 Chebyshev 多项式的根。
使用 CGL 节点可以最大程度地减少求积公式中的计算误差,因为它们在区间的端点处更密集,更适合处理函数在边界上的振荡情况。
综上所述,高斯数值求积公式是一类精确度较高的数值积分方法,它基于正交多项式的正交性质,并具有一系列重要的极限性质,如准确性、代数精度、正交性和最佳选择。
hardy-ramanujan渐进公式
硬盘-拉马努金渐进公式是数学中的一个重要公式,由英国数学家G.H.哈代在1918年发现。
这个公式以其简洁而又神秘的形式而闻名,被认为是数学史上的一大发现。
本文将对该公式的历史背景、推导过程和应用领域进行介绍,并对相关的数学概念进行阐释,希望能够带给读者一段有趣而又深入的数学之旅。
1. 背景硬盘-拉马努金渐进公式得名于英国数学家G.H.哈代和印度数学家S.拉马努金。
在20世纪初期,这两位数学家曾就分割整数平方数的问题展开有关交流。
在这个问题上,哈代不慎将一些与准分形式理论相联系的研究结果大胆而自信地提交给了拉马努金。
这就是哈代-Ramanujan 渐进公式的由来。
哈代在1918年发现了这个公式并进行了推广,为此公式的发现和推导做出了杰出的贡献。
从那时起,这个公式便成为了数学界的一个热门话题。
2. 推导过程哈代-Ramanujan渐进公式的推导非常复杂,需要涉及到大量的数学理论和方法。
简单来说,这个公式可以被表示为以下形式:N(x) = A*x + B + C/x + O(1/x^3)其中,N(x)是一个整数平方数的个数;A、B、C是一些常数;x是一个数。
要推导这个公式,首先需要了解一些基本的数论知识,比如有理整数环、调和级数等。
需要运用一些复杂的数学技巧,比如模形式、超几何函数等。
通过一系列繁复的计算和证明,才能得到这个公式的最终形式。
3. 应用领域哈代-Ramanujan渐进公式在数学理论研究和实际问题中都有广泛的应用。
在数论领域,这个公式被用来研究整数平方数的性质,比如它们的分布规律、相互间的关系等。
而在实际问题中,这个公式也可以被用来解决一些实际计算问题,比如计算一个范围内整数平方数的个数。
哈代-Ramanujan渐进公式还可以被用来研究其他数学问题,比如调和级数的性质、超几何函数的性质等。
它在数学领域的应用非常广泛,对数学的发展起到了重要的推动作用。
4. 数学概念阐释在介绍哈代-Ramanujan渐进公式的过程中,涉及到了一些复杂的数学概念,比如调和级数、模形式、超几何函数等。
迪里赫勒l-函数的渐进函数方程
迪里赫勒l-函数的渐进函数方程迪里赫勒l-函数的渐进函数方程迪里赫勒l-函数是数论中重要的函数之一,而其渐进函数方程的研究,对于解决一些复杂的数学问题具有重要的指导意义。
一、什么是迪里赫勒l-函数?迪里赫勒l-函数是数论中的一种特殊的函数,其定义如下:对于正整数n和复数s(其中实部大于1),它的迪里赫勒l-函数定义为以下级数:$$L(s,\chi) = \sum_{n=1}^{\infty}\frac{\chi(n)}{n^s}$$其中,$\chi$是某一特定的数论函数,即具有一定周期性的函数。
例如,对于Euler函数$\varphi(n)$,其相应的数论函数为Dirichlet字符$\chi_{\varphi}(n)$。
二、迪里赫勒l-函数的渐进函数方程在研究迪里赫勒l-函数时,我们常常需要考虑该函数的渐进函数方程。
简单来说,所谓渐进函数方程,就是指一个函数在无穷远处的变化趋势。
对于迪里赫勒l-函数L(s,χ),其一般的渐进表达式为:$$L(s,\chi) \sim \sum_{n=1}^{\infty}\frac{\chi(n)}{n^s}\approx\prod_p\Big(1-\frac{\chi(p)}{p^s}\Big)^{-1}$$其中,$p$表示质数。
此时的渐进函数方程,是利用欧拉乘积和解析方法相结合得到的。
简单来说,这个渐进函数方程告诉我们,对于某个给定的Dirichlet字符,其对应的迪里赫勒l-函数可以表示为无穷个质数的连乘积,其中每个因子都可以用其对应的Dirichlet字符来表示。
这使得我们可以更好地研究这一函数的性质。
三、迪里赫勒l-函数渐进函数方程的应用迪里赫勒l-函数渐进函数方程的研究,为解决一些复杂的数学问题提供了有力的帮助。
例如,当我们需要计算某个数的分解数时,迪里赫勒l-函数就可以发挥重要作用。
此时,我们可以将其分解为质数幂指数的积,进而应用迪里赫勒l-函数渐进函数方程,通过分析数的分解情况,得到极其精确的计算结果。
10log 10 3 n的渐进表达式
10log10(3n)的渐进表达式是一个十分有趣并且具有深刻数学意义的问题。
在分析这个问题之前,我们需要首先了解渐进符号的意义以及log 函数的性质。
接下来,我们将对10log10(3n)的渐进表达式进行详细分析,并结合数学公式和推导过程,来解决这个问题。
1. 渐进符号的意义:在计算机科学和算法分析中,我们经常会遇到算法的时间复杂度和空间复杂度等概念。
而渐进符号就是用来描述一个函数在特定情况下的增长速度的工具。
常见的渐进符号包括大O符号、Ω符号和Θ符号。
其中,大O符号表示了一个函数的增长上界,Ω符号表示了一个函数的增长下界,而Θ符号则表示了一个函数的渐进紧确界。
2. log函数的性质:对数函数是一个常见的数学函数,它具有许多重要的性质。
其中,我们需要了解的是log函数的底数对其增长速度的影响。
通常情况下,底数越大,对数函数增长的速度越慢。
log10(3n)中的底数10对整个函数的增长速度有着重要的影响。
3. 10log10(3n)的渐进表达式求解:现在我们来解决10log10(3n)的渐进表达式。
我们可以利用对数函数的换底公式将其转化为以e为底的对数。
通过换底公式,我们得到10log10(3n) = ln(3n) / ln(10)。
接下来,我们将ln(10)看做一个常数,记作C,那么10log10(3n)可以表示为ln(3n) / C。
进一步地,我们可以利用对数函数的性质将ln(3n)展开为ln(3) + ln(n),这样我们得到10log10(3n) = (ln(3) + ln(n)) / C。
根据对数函数的性质,我们知道ln(n)是增长较慢的,因此它的比例可以被忽略。
于是,10log10(3n)的渐进表达式可以近似为ln(3) / C = k,其中k为一个常数。
4. 结论:10log10(3n)的渐进表达式为Θ(1),即它是一个常数级别的增长。
这意味着无论n的取值如何变化,10log10(3n)的增长速度都保持在一个常数水平上。
degasperis—procesi方程解的渐进性质
degasperis—procesi方程解的渐进性质
广义DeGasperis--Processi(Stephanov, Konâev, Fedorenko和Tamarkin, 2002)方
程是一元双曲型偏微分方程。
它是一种重要的非线性可积性理论,用于模拟浪流发展的动
力学参数。
它由下式定义:
f(t,x) = xxx + λ(x^3 + x^2 - x) + lxx x^2 + cos(t)
其中的参量分别是lambda和l,它们定义了系统的非线性和可积特性。
DeGasperis-Processi方程的解由三个以上的极端点组成,其特征渐近形态是病态波,具有不同频率、宽度和幅度。
这种特征使得其在数值分析中成为受欢迎的选择。
它可以用
来研究脉冲性系统,例如电信及电子设备测试领域使用的强电磁场模拟。
解析解可以用项来表示:
f(t,x) = N (t) K_n (x)
其中n=1,2,3…代表不同的项,K_n是系数,N (t)是周期函数,它可以用傅里叶变换
的形式求出。
在浪流应用中,十二阶的解就足以解决。
渐近性质方面,从DeGasperis-Processi方程出发,利用它的扩展性可以构建出解的
渐近形式。
首先把方程的非线性项忽略掉,由此得到:
然后,根据加速度和活塞运动的假设,可以拟合渐近系数A_n。
最后,将A_n带入原
来的方程,得出如下渐近形式:
这是解DeGasperis-Processi方程解的渐近性质,在浪流动力学模拟中得到广泛应用,因为它能准确描述不同系统的浪流行为,并且简化大量的计算工作。
关于渐进级数的定义和性质证明
关于渐进级数的定义和性质证明[摘要] 若函数与函数序列之间满足一定关系,则可有如下表示,其中为一串常数,上式称为的渐近级数或渐近展开。
本文将从与之间所满足的关系揭示其本质所在并给出渐近级数的详细定义,对渐近级数的基本性质加以证明。
[关键词] 渐近级数定义性质逐项积分渐近级数的概念是由Poincare和Stieltjes于1886年建立起来的,但在这以前,这类级数已被用用于计算积分和求解微分方程。
一﹑渐近级数的定义1.几个辅助定义为了叙述的方便,我们首先来规定量阶记号大O和小o的意义:定义1:设,是定义在Ω上的两个函数。
如果存在某个常数A使对Ω某个内点的邻域U内的所有满足或者我们称函数至多与同阶,并记为.定义2:设,是定义在Ω上的两个函数。
对于任一,Ω某个内点的邻域内存在,使满足:或者我们称函数在时,是函数的高阶小量.并记为.定义3:表示的是的高阶小量,即(这儿可以代表).2.渐近级数的定义设为一函数序列,它满足下面的条件(1)设存在一串整数使得函数有下面的估计(2)显然, (2)式中后面的估计式较前面的估计式精确.例如由(1)可以得到如果(2)式成立,则我们引进下面的记号(3)(3)式的右边称为的渐近级数或渐近展开。
我们通过下面的例题来给出渐近级数准确的定义.例设,则.证明(4)因为(5)由(4)和(5)得到(6)如果再将(4)进行一次分部积分,则立即得到下面的估计式(7)一般可以得到:(8)容易证明对任意自然数n有(9)所以对每一n,下面的估计式成立(10)亦即.证明完毕.从上例我们可以看出,如果令那么(11)当时趋于零(对固定的n).确切的说,我们有(12)事实上我们有(13)上面的例子是取,这是一种简单但常用的函数。
因此对函数序列,可以用下面的话来表达渐近展开的概念。
设函数与级数(14)的第n个截断之差对于任意固定的n都满足条件(12),则我们说级数(14)给出了函数的渐近展开。
(14)称为的渐近级数,并记作(*)或者,从上面的定义中可以看出渐近级数并不一定要收敛到函数,甚至它可以是发散的。
关于渐进级数的定义和性质证明
渐进级数(Gradient Series)是由一系列递增或递减的数列组成的数学表达式,其中每一项都比前一项有所增加或减少。
渐进级数可以用来描述一个持续变化过程,或者一个系统中的结构,它可以用来描述某个事物的发展过程,也可以用来估计某个值的近似值。
定义:若存在非负数序列{an},满足:
(1)对任意的正整数n,都有an≥0;
(2)∑an是收敛的,即存在某个实数Σ,使得当n→∞时,∑an→Σ;
则称{an}为渐进级数。
性质:
(1)收敛性:若级数{an}是渐进级数,则它一定是收敛的,即存在某个实数Σ,使得当n→∞时,∑an→Σ;
(2)正序性:若级数{an}是渐进级数,那么对于所有的正整数n,an≥0;
(3)唯一性:若级数{an}是渐进级数,则它的收敛值Σ是唯一的,即存在某个实数Σ,使得当n→∞时,∑an→Σ;
(4)稳定性:若级数{an}是渐进级数,则它的收敛值Σ不会受到前面几项的影响而发生变化,即当n→∞时,Σ仍然保持不变。
证明:
(1)收敛性:由定义知,当n→∞时,∑an→Σ,即可证明收敛性。
(2)正序性:由定义知,对任意的正整数n,都有an≥0,即可证明正序。
数学解题中的逐次渐进思想
数学解题中的逐次渐进思想
逐次渐进思想,又称为“分治法”,是一种常用的数学解题方法。
它的核心思想是将一个复杂的问题分解成若干相互关联的、规模较小的问题,依次解决每一“子问题”,最终求出总体问题的解决方案。
逐次渐进思想在解决数学问题中有很多优势。
首先,它可以把一个复杂的问题分解成一系列具体的子问题,借助计算机可以很轻松地解决子问题,最终也能得出复杂的总体问题的解决方案。
其次,数学在研究问题的解决过程中也可以把一个大型的复杂问题分解成一大堆小问题,这些问题的解决方案都是比较简单的,而且容易理解;当把这些问题的解决方案汇集起来,就能把复杂的总体问题的解决过程一步步拼出来。
另外,逐次渐进思想可以使用多种技术来改进和优化所得解法,使之更加准确、高效。
但是,逐次渐进思想也有一些局限性。
首先,其理论上的局限性,逐步求精的搜索范围可能无法获得真正的最优解,可能会存在性能问题。
其次,实际操作中存在时间问题,因为“分治”后多次求解所需时间可能比一次求解所需时间要长。
总之,逐次渐进思想是一种常用的数学解题方法,在解决数学问题时有较大优势,但也有一定局限性。
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1 数 值 求 积 公 式
1 . 1 插 值 多 项 式 的 构 造
构造 满足插 值条 件 :
H( x )一 - 厂 ( z ) , H( x + 1 )一 f( x + 1 ) H( x + 2 )一 - 厂 ( z 抖2 ) , H ( z )一 f ( z ) H ( z + 2 )一 f ( + 2 )
性质 . 文献 [ 1 — 2 ] 给出积分 中值定 理 中 间点 的渐 近
形态 的 2个结论 , 文 献[ 3 ] 给 出 曲线 积分 中值定 理 中间点 的一个 一般 性 的结 果 , 文献 [ 4 — 6 ] 根 据积 分 中值 定理 中间点 的渐近形 态得 到数值 积 分公式 的 渐 近性 . 对 于 数值 积 分 公 式 , 最 好 是 精度 要 高 , 同 时 计算 也要 简单 , 这 是一 个矛 盾 的事情 . 要想得 到 高 精度 的数 值积分 公式 , 必须 提供 导数 , 精度 越高 需 提供 的导 数 的 阶数 就越 高 , 如果 被 积 函数 比较
( z ) = = = 一 赤[ 2 ( z — z ) + ] ( z — l z 抖 ) ( z —
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S i mp s o n公 式 只需 计 算 节 点处 的 函数 值 , 误 差 量
级 为 0( ^ ) . 本 文 构 造 的 数值 积 分 公 式 同样 可 以 不 用计算 导数 值 , 只需要 计算 节点处 的 函数值 , 计
第3 7 卷 第 2期
2 0 1 3年 4月
武汉理 工大 学学 报 ( 交 通科学 与工 程版 )
J o u r n a l o f Wu h a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y
( Tr a n s p o r t a t i o n S c i e n c e& E n g i n e e r i n g )
H( )一 a ( z ) f ( x ) +a 抖1 ( z ) f ( x + 1 ) + a + ( z ) 厂 ( - z + 。 ) + ( - z ) 厂 ( z ) +届 叶 z ( z ) - 厂 ( z + z )
其 中: 插 Biblioteka 基 函数 a ( z) , a + l ( z) , a + 2 ( z) ,
分公 式 , 通 过 对 积 分 中值 定 理 中 间 点 的 渐 近 性 质 的 分 析 , 得 到 具 有 7次 代 数 精 度 的 数 值 积 分 公 式 , 应用复化求积 , 进 一 步 改 进 了这 个 公 式 , 使它具有高精度且不用计算导数. 关键词 : 插值公式 ; 积分 中值 定 理 ; 中间 点 ; 渐近性 ; 数值 求 积 公式 ; 高精度 ; 导 数
Vo 1 . 37 NO .2
A pr . 20 13
一
个 数值 求 积公 式 的渐进 性 质 *
龙 爱 芳 胡 军 浩
( 中南 民族 大 学 数 学 与 统 计 学 学 院 武汉 4 3 0 0 7 4 )
摘要 : 从一个插值公式的构造出发 , 得 到 相 应 的 积 分 中值 定 理 , 构 造 了具 有 5次 代 数 精 度 的 数值 积
中图 法 分 类 号 : O1 7 2 . 2 d o i : 1 0 . 3 9 6 3 / j . i s s n . 2 0 9 5 — 3 8 4 4 . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 4 3
0 引
言
下 面介 绍本 文 的数 值求 积公式 .
随着科 学技 术 和计 算 机 技 术 的 飞速 发 展 , 计 算方法 也显 得 日益 重 要 , 在 计算 方法 中 占有 重要 地位 的数值 积分 也 在 飞 速 发展 . 而数 值 积 分 公式
复杂 , 计 算 导数是 非 常麻烦 的. 有 没有 精度相 对较
的次数 不超 过 4的 He r mi t e插 值 多 项式 H ( . z ) ,
其 中z , z ^ + 1 , + 2 为 3个 等距 节 点 , 即z + 1 一z
+ , z + 2 —3 2 女 +2 h , 则 H( z ) 可 以表示 为
收 稿 日期 : 2 0 1 2 - 1 1 - 2 0
O / k + 2 ( z ) 一 一 赤[ 2 ( z — z + z ) 一 h 3 ( x — z ) ( z 一
龙爱芳( 1 9 6 9 一) : 女, 硕士 , 副 教授 , 主要 研 究 领 域 为 计 算 数学 国家 自然 科 学 基 金项 目( 批准号 : 6 0 9 0 4 0 0 5 ) 、 湖北 省 自然 科 学 基 金 项 目( 批准号: 2 0 0 9 C DB 0 2 6 ) 资 助
高, 而 不需 要计 算 导 数 的 数值 积 分 公 式 ?答案 是 肯定 的 : S i mp s o n公 式 只需 要 提 供 3个 节 点 的 函
数值 , 有 3次代 数 精度 , 误 差 量级 为 O( h ) ; 复 化
( - z ) , + ( z ) 分别 具有 如下 的表达 式 :
0 / k + l ) 一 方 一 缸 ) 2 一 十 2 ) ,
x k +2
算量 与 复 化 S i mp s o n相 当 , 但 它 却 有 比 复 化 S i mp s o n更高 的精度 , 误差 量 级 为 0( 矗 。 ) , 和文 献
洲
z 一
;
[ 5 — 6 ] 相 比具 有 形式 更 简单 , 计算量更小等优点.