基于正交多项式的数值微分问题的积分算子法

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abcoabco1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
数值微分问题是反问题研究的一个重要分支,它的基本定义是:已知近似函数在若干点的离散函数值,求它在某点的导数或高阶导数的近似值。数值微分问题是在Hadamard意义下是不适定问题,也就是说,实际观测数据的微小误差也可能引起其近似逼近结果的巨大误差,因此,处理这类问题需要采取特殊的方法才能得到相对合理的结果。  在数学模型以及实际问题中,数值微分问题是一类常见的数学问题,其常见的处理方法有:差分法和广义差分法、磨光法、基于Tikhonov正则化理论的方法以及积分算子法。在此类问题的研究中,许多学者已经利用广义差分法和基于Tikhonov正则化理论的方法对一阶、二阶数值微分问题作出了相应的研究,而利用积分算子法对于高阶甚至任意阶数值微分问题还鲜见探讨。积分算子法有可以给出一致的误差估计和计算相对简单的优点,并且当已知函数的光滑性加强时,通过构造相应的积分算子,可以提升算子误差的精度。基于积分算子的上述特性,本文的核心就是探索新的积分算子。  在引入新积分算子前,介绍了上述几种常见的数值微分处理方法,简单描述了其构造过程,给出了其误差估计并给予了一定的证明;详细地概述积分算子法处理数值微分问题的发展过程;核心内容则是在基于正交多项式的相关知识背景下,基于Groetsch的思想方法,构造出了新的积分算子。其关键思想在于:利用正交性,消去了低阶导数项和常量项,仅仅保留所需高阶导数项和余项,从而提升了算子的精度,进而使其可以达到稳定逼近于近似已知函数任意阶导数的目的;将构造的新算子运用于实际数值微分问题中,并给出了相应的误差估计;最后,通过MatlabR2012a软件,给出了利用本文的积分算子方法计算数值微分问题的数值实验,给出了对近似函数逼近的效果图,同时给出了逼近效果相对误差表,表明了新算子的有效性和可行性。
其他文献
图像在获取和传输的过程中常常会受到很多因素的影响,造成图像质量的下降。图像中的噪声会影响人们的视觉效果,掩盖图像中很多重要的信息,使得图像的应用价值降低,因此图像去噪具
人脸识别技术是机器视觉和图像模式识别的一个重要研究课题,在安全领域、生物领域和侦察领域有广泛的应用前景,如身份验证、指纹虹膜识别和监控系统等。人脸识别技术主要包括人
本文的目的是从复杂系统和复杂网络的角度来研究中国金融市场,从网络拓扑和动力学演化中提取市场的结构特征,提出具有理论和应用价值的风险资产判定方法。  首先,本文介绍了中
本文主要研究了基于拒绝推断的中国银行业中个人信用评分模型问题,通过对前人研究成果的学习借鉴和自我探索总结,本文主要做了如下工作:  (一)本文首先从数据缺失机制开始探索,
随着我国经济的发展,企业面临越来越多的投资项目。在确定的情况下,投资者在决策之前就能够知道真实的状态且能预见其结果,因此可以理性地选择自己的行为。然而,企业在投资决策过
本文主要考虑利用基于松弛PPA的收缩算法求解线性约束凸优化问题。并且运用变分不等式的相关知识对文中提出的算法进行收敛性证明。PPA是求解变分不等式的一类经典算法,该方法
交换环有着一般环所不具备的良好性质,这就促使人们在一般环中,探索比交换性更广泛的环论性质。Cohn在文献[14]中引入了reversible环,并用它来刻画整环和reduced环,证明了一个环R
这篇论文主要讨论离散时间下带有利率的破产模型,该模型下净索赔过程符合AR(1)结构,利率过程符合Markov结构,文章的主要目的是要对该模型下的破产概率进行分析。本文首先介绍了L
本文我们主要利用Bernoulli数与调和数方法研究几个同余式猜想。对于素数p>3,我们证明了如下结果:  (i).(p-3)/2∑k=01/(2k+1)9k≡3qp(2)(mod p),  其中qp(2)是Fermat商(2p
在我们的日常生活中,气体的运动大多处于亚音速和超音速流运动状态,例如空气的运动,水的流动,飞机和航天飞行器的运动等等,探索亚音速和超音速流的运动规律也是流体动力学中的基本