近似函数高阶导数的高精度积分逼近方法

主要研究稳定计算近似函数的高阶导数的积分逼近方法,方法因由Lanczos提出故也称为Lanczos算法.利用Legendre多项式的正交性,提出了一类逼近近似函数高阶导数的高精度积分方法,即构造出一系列积分算子Dn,h(m)去逼近噪声函数的高阶导数,且这些积分算子具有O(δ(2n+2)/(2n+m+2))的收敛速度,其中δ为近似函数的噪声水平.数值模拟结果表明提出的方法是稳定而有效的.     

二阶混合偏导数的顺序交换

<正> 本文给出二阶混和偏导数求导顺序交换的一个充分条件。在常见的微积分教材中,对求二阶混合偏导数的换序条件,一般要求函数z=f(x,y)的两个二阶混合偏导数f_(xy)(x,y)及f_(yx)(x,y)在点(x_0,y_0)都连续。如[1]、[2]。     

Baskakov算子加Jacobi权逼近及其导数的正逆定理

本文利用加权光滑模ω_~2λ(f,t)ω给出了Baskakov算子加Jacobi权逼近的正逆定理;另外,研究了加权下Baskakov算子导数与所逼近函数光滑性之间的关系.     

Bernstein算子的点态同时逼近

借助光滑模ω_φ~2(f,t)(φ是一般步权函数),研究了Bernstein算子的点态同时逼近问题,给出了Bernstein算子同时逼近的等价定理,建立了其导数与光滑函数间的关系,对以前已有的结果予以补充和完善.     

广义二阶导数和二阶混合偏导数之间的关系

给出并证明了函数在一点处广义二阶可导的一个充分条件,分析了二元函数在一点的广义二阶导数和二阶混合偏导数之间的关系.     

Helmholtz方程周期Green函数及其偏导数截断误差收敛阶的分析

在应用边界元方法求解Helmholtz方程周期边值问题时,需要构造以周期Green函数或其偏导数为核函数的积分算子形式的解.由于Helmholtz方程的周期Green函数G~P是一个函数项级数,该级数的通项是Hankel函数,在数值求解中,需要对其进行截断,从而很有必要研究其截断误差.本文根据Hankel函数在变量趋于无穷大时的渐近展开式,并结合Abel不等式,证明了G~P及其一阶偏导和二阶混合偏导一致收敛,且其截断误差收敛阶均为O(1/p~(1/2)).最后,通过数值实验验证了理论证明的正确性.本文的证明方法也可被用于证明其它一些方程周期Green函数的收敛性问题.     

半亚正规算子的最佳非负逼近

本文所用的符号除特别说明外与[4]相同。关于算子的最佳非负逼近问题,首先由[1]提出,它的基本结果是(Ⅰ)对于任意算子 A=B+iC∈B(H),δ(A)=inf{r:B+(r~2-C~2)~(1/2)≥0r≥‖C‖}且 B+(δ(A)~2-C~2)~(1/2)是 A 的最佳非负逼近;(Ⅱ)若 A=B+iC∈B(H)是正规算子,则 B+是 A 的最佳非负逼近。文[2]、[4]刻划了 B_+是正规算子 A=B+iC 唯一最佳非负逼近的特征。正规算子集是半亚正规算子集的子类,那么对于半亚正规算子 A=B+     

带非线性源项的Riesz回火分数阶扩散方程的预估校正方法

本文针对带非线性源项的Riesz回火分数阶扩散方程,利用预估校正方法离散时间偏导数,并用修正的二阶Lubich回火差分算子逼近Riesz空间回火的分数阶偏导数,构造出一类新的数值格式.给出了数值格式在一定条件下的稳定性与收敛性分析,且该格式的时间与空间收敛阶均为二阶.数值试验表明数值方法是有效的.     

概率框架下一类算子方程逼近解的优化

引入概率框架下算子方程逼近解的优化问题, 证明了一个沟通算子方程在概率框架下的最优逼近解的阶与概率宽度渐近阶之间关系的一般性的结果, 并由此得到了以混合偏导数确定的多元Sobolev类中的函数为核的第二类Fredholm积分方程类在概率框架下最优逼近解的精确阶.     

时间分数阶扩散方程线性三角形元的高精度分析

该文基于线性三角形元和改进的L1格式,对具有α阶Caputo导数的时间分数阶扩散方程建立了一个全离散逼近格式.首先,证明了该格式的无条件稳定性.其次,利用该单元及Ritz投影算子的性质,导出了关于投影算子具有O(h~2+τ~(2-α))阶的超逼近性质.再结合插值算子和投影算子的关系,进一步导出了关于插值算子具有O(h~2+τ~(2-α))阶的超逼近性质.然后,借助插值后处理技术得到了整体超收敛估计.最后,利用数值算例验证了理论分析的正确性.     

Baskakov算子加Jacobi权逼近及其导数的正逆定理

本文利用加权光滑模ω2ψλ(f,t)ω给出了Baskakov算子加Jacobi权逼近的正逆定理;另外,研究了加权下Baskakov算子导数与所逼近函数光滑性之间的关系.     

Bernstein型算子同时逼近误差

该文证明了C[0,1]空间中的函数及其导数可以用Bernstein算子的线性组合同时逼近,得到逼近的正定理与逆定理.同时,也证明了Bernstein算子导数与函数光滑性之间的一个等价关系.该文所获结果沟通了Bernstein算子同时逼近的整体结果与经典的点态结果之间的关系.     

m次积分余弦算子函数的逼近

m次积分余弦算子函数是近年来提出并研究的一类算子族,它的逼近问题是研究的课题之一.目的在于研究如何用生成元预解式的逼近来刻画m次积分余弦算子函数的逼近.利用Laplace变换得到了m次积分余弦算子函数逼近的四个等价条件.当m=0时即为经典的余弦算子函数相应的逼近结果.     

变系数双侧空间回火分数阶对流-扩散方程的隐式中点法

针对带非线性源项的变系数双侧空间回火分数阶对流-扩散方程,采用隐式中点法离散一阶时间偏导数,中心差商公式离散对流项,用二阶回火加权移位差分算子逼近左、右Riemann-Liouville空间回火分数阶偏导数,构造了一类新的数值格式.证明了数值方法的稳定性和收敛性,且方法在时间和空间均为二阶收敛.数值试验验证了数值方法的理论分析结果.     

投影型插值算子的超收敛性质及其应用

本文首先将证明矩形剖分单元上的Ｌｏｂａｔｔｏ点,Ｇａｕｓｓ点和拟Ｌｏｂａｔｔｏ点分别是二维投影型插值算子函数,梯度和二阶导数的逼近佳点;然后考虑了二阶椭圆边值问题的有限元近似．通过建立投影型插值算子各种形式的超收敛基本估计,证明了投影型插值算子的各类...     

一类多元函数二阶混合偏导数不相等的例子

受数学分析教学会议上北京大学杨家忠教授的报告启发,从他给出的一类多元函数二阶混合偏导数不相等的例子着手,抽丝剥茧,提炼出形式复杂的表达式中起关键作用的项,得到形式简单而二阶混合偏导数不相等的一大类例子,在数量上大大丰富了这类反例,供广大师生参考.     

高阶偏微分方程的算子方法

本文建立了偏微分方程[δ2/δt^2-a^2P(δX)]^mu=f(x,t),其中m≥1初值问题显式解,并且用算子sh/(tP(δx)1/2)/p(δx)1^1/2表示出来,得到了能把表示成给定函数的积分形式的一解公式。     

非线性粘弹性波动方程的非协调混合元超收敛分析和外推

研究了非线性粘弹性波动方程在新混合元格式下非协调混合有限元方法.利用插值理论、高精度分析、平均值理论和对时间t的导数转移的技巧,借助于EQ_1~(rot)元所具有的两个性质:(a)其相容误差为O(h~2)阶比它的插值误差高一阶;(b)插值算子与Ritz投影等价,以及插值后处理技术,分别导出了原始变量u的H~1模和中间变量p的L~2模下O(h~2)阶超逼近性质和整体超收敛.进一步,通过构造适当的辅助问题,运用Richordson外推格式,得到了更高精度O(h~3)阶外推结果.     

二阶双曲方程一个新的非协调混合元超收敛性分析

研究了一类二阶双曲型方程在新混合元格式下的非协调混合有限元方法.在抛弃传统有限元分析的必要工具-Ritz投影算子的前提下,直接利用单元的插值性质,运用高精度分析和对时间t的导数转移技巧,借助于插值后处理技术,分别导出了关于原始变量u的H~1-模和通量=-▽u在L~2-模下的O(h~2)阶超逼近性质和整体超收敛结果.进一步,给出了一些数值算例验证了理论分析的正确性.     

求抽象多元复合函数二阶偏导的方法

学生在计算抽象的多元复合函数二阶偏导时,往往容易出错,请看下例.例 1 设z= f(x+y,xy),f具有二阶连续偏导数,求α~2z/αx~2 解 设u=x十y,v=xy.