Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій
Отримані оцінки повної абсолютної похибки деяких оптимальних за точністю та близьких до них квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій, які дозволяють дати гарантовану оцінку якості наближеного розв’язку задачі інтегрування на певному класі функцій. The complete absolut...
Saved in:
| Date: | 2008 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7665 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій / Л.В. Луц // Штучний інтелект. — 2008. — № 4. — С. 671-681. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7665 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Луц, Л.В. 2010-04-06T13:10:58Z 2010-04-06T13:10:58Z 2008 Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій / Л.В. Луц // Штучний інтелект. — 2008. — № 4. — С. 671-681. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. 1561-5359 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7665 519.64:517.443:519.254-37 Отримані оцінки повної абсолютної похибки деяких оптимальних за точністю та близьких до них квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій, які дозволяють дати гарантовану оцінку якості наближеного розв’язку задачі інтегрування на певному класі функцій. The complete absolute error estimates of the certain optimal with respect to accuracy quadrature formulas for computation of integrals of quick-oscillating functions are obtained. This results make in possible for guaranteed quality estimation of integration in the function classes being considered problem approximate solution. uk Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України Архитектура, алгоритмическое и программное обеспечение интеллектуальных многопроцессорных систем Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій |
| spellingShingle |
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій Луц, Л.В. Архитектура, алгоритмическое и программное обеспечение интеллектуальных многопроцессорных систем |
| title_short |
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій |
| title_full |
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій |
| title_fullStr |
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій |
| title_full_unstemmed |
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій |
| title_sort |
оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій |
| author |
Луц, Л.В. |
| author_facet |
Луц, Л.В. |
| topic |
Архитектура, алгоритмическое и программное обеспечение интеллектуальных многопроцессорных систем |
| topic_facet |
Архитектура, алгоритмическое и программное обеспечение интеллектуальных многопроцессорных систем |
| publishDate |
2008 |
| language |
Ukrainian |
| publisher |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України |
| format |
Article |
| description |
Отримані оцінки повної абсолютної похибки деяких оптимальних за точністю та близьких до них
квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій, які дозволяють дати
гарантовану оцінку якості наближеного розв’язку задачі інтегрування на певному класі функцій.
The complete absolute error estimates of the certain optimal with respect to accuracy quadrature formulas for
computation of integrals of quick-oscillating functions are obtained. This results make in possible for
guaranteed quality estimation of integration in the function classes being considered problem approximate
solution.
|
| issn |
1561-5359 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7665 |
| citation_txt |
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій / Л.В. Луц // Штучний інтелект. — 2008. — № 4. — С. 671-681. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT luclv ocínkaâkostídeâkihkvadraturnihformulobčislennâíntegralívvídšvidkooscilûûčihfunkcíi |
| first_indexed |
2025-11-26T11:32:50Z |
| last_indexed |
2025-11-26T11:32:50Z |
| _version_ |
1850619530131275776 |
| fulltext |
«Штучний інтелект» 4’2008 671
8Л
УДК 519.64:517.443:519.254-37
Л.В. Луц
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, м. Київ, Україна
Оцінка якості деяких квадратурних
формул обчислення інтегралів
від швидкоосцилюючих функцій
Отримані оцінки повної абсолютної похибки деяких оптимальних за точністю та близьких до них
квадратурних формул обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій, які дозволяють дати
гарантовану оцінку якості наближеного розв’язку задачі інтегрування на певному класі функцій.
Вступ
При розв’язуванні задач цифрової обробки сигналів, таких як спектральний та
кореляційний аналіз випадкових процесів, класифікація сигналів, виявлення геометрич-
них ознак зображень, вибір характерних ознак для розпізнавання образів, фільтрація
сигналів в реальному масштабі часу та ін., виникає необхідність в обчисленні інтег-
ралів вигляду
,)()(
1
0
dxxfeI xi
,xdxsin)x(f)(I
1
0
1 xdxxfI cos)()(
1
0
2 .
Дана стаття присвячена обґрунтуванню квадратурних формул обчислення інтег-
ралів від швидкоосцилюючих функцій для різних класів підінтегральних функцій на
основі отримання оцінок їх повної похибки. Це дає можливість дати гарантовану
оцінку якості наближеного значення інтеграла, оскільки при такому підході врахо-
вуються всі джерела похибок, які впливають на якість розв’язку.
Постановка задачі
Будемо розглядати оптимальні за точністю квадратурні формули обчислення
інтегралів вигляду
xdxxfI sin)()(
1
0
1 (1)
в припущенні, що Fxf ( F – деякий клас функцій), – деяке дійсне число,
2 , та інформація про xf задана не більше, ніж в N точках.
Для цих квадратурних формул отримаємо оцінки їх повної похибки.
В якості класів підінтегральних функцій розглядатимемо наступні.
LQ – клас обмежених на 1,0 функцій, що мають кусково-неперервні перші
похідні, обмежені константою L .
Луц Л.В.
«Искусственный интеллект» 4’2008 672
8Л
LC – клас визначених на 1,0 функцій, що задовільняють умові Ліпшица
1,0,,)()( 212121 xxxxLxfxf .
NLС , – клас функцій LCxf )( і заданих фіксованими значеннями 1
0
N
if у
вузлах фіксованої сітки 1
0
N
ix .
LW ,2 – клас визначених на 1,0 функцій xf , таких, що мають абсолютно
неперервну першу похідну, причому Lxf .
LNW ,,2 – клас функцій LWxf ,2 і заданих фіксованими значеннями функції
1
0
N
if та її першої похідної 1
0
N
if у вузлах фіксованої сітки 1
0
N
ix .
Сформулюємо низку умов, які знадобляться в подальшому для спрощення
викладок:
умова У1: 1 нулів функції xx cos,sin на 1,0 входять у число вузлів
Nixi ,1, квадратурної формули;
умова У2: 2
21
42 L
f
xLfx
ff i
iii
ii
.
Клас QL
Розглянемо квадратурну формулу обчислення інтеграла )(I 1 вигляду:
1
0
1
21
21
sin)(
N
i
x
x
i
i
i
xdxfR ,
2
1
2
1
ii
i
xxx
, 0
2
1 xx
, NN
xx
2
1 . (2)
Теорема 1. Нехай LQxf задана таблицею значень у вузлах рівномірної сітки
1,0,1, NiNxxixi , можливі похибки i задання функції xf у вузлах ix
розподілені рівноймовірно на ,0 та обчислення проводяться на ЕОМ в режимі з
плаваючою комою з двійковими розрядами у мантис чисел. Тоді квадратурна
формула 1R наближеного обчислення )(1 I є оптимальною за точністю при N
та 1 N і асимптотично оптимальною за точністю при N , при цьому з
ймовірністю 0,96 і з точністю до величин другого порядку малості відносно 2 спра-
ведлива оцінка повної абсолютної похибки квадратурної формули 1R вигляду:
321 EEEE , (3)
де
N
E
3
5
1
, (4)
,,12
,1,12
,,cos4sin411cos4
2
1
2
2
2
NL
N
N
L
N
N
NN
N
L
E (5)
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів…
«Штучний інтелект» 4’2008 673
8Л
3E
L
N
fLffLffLfLfN NNN
4
3
2
72
2
2 1010100
1
, (6)
08406,006,1log 21 , 0 – константа, що залежить від способу обчис-
лення синусів і косинусів.
Доведення
1) Нехай – максимальна похибка, з якою задана функція )(xf у вузлах
Nixi ,0, : ii xfxf ~ . Оцінимо абсолютну неусувну похибку 1E :
2
sin2
sin~sin~ 2
1
2
1
2
1
2
1
1
0
1
0
1
x
NxdxxfxfxdxxfxfE
i
i
i
i
x
x
N
i
ii
N
i
x
x
ii
.
Оскільки
22
sin xx
, то 0101 xxxNE N .
Ймовірнісна оцінка неусувної похибки 1E доведена в монографії [1].
2) Оцінка абсолютної похибки методу 2E квадратурної формули 1R в класі
LQ доведена в монографії [1] у випадку, коли 1,
NN , та в роботі [2] у
випадку, коли N .
3) Обчислимо інтеграли
2
1
2
1
sin
i
i
x
x
xdx та приведемо формулу )(1 R до вигляду,
зручного для обчислення на ЕОМ:
1
0
2
2
1
2
1
sin)(
N
i
x
x
i
i
i
xdxfR
...coscoscoscos1
2
31
2
11
2
1000 xfxfxfxf
2
31 cos
NN xf
1
1
1
2
1001 coscoscos1cos
N
i
NNiiNN xfxfxfxf
, 1 iii fff .
Скориставшись співвідношеннями Уілкінсона [3] для похибок заокруглення вико-
нання основних арифметичних операцій, а також припустивши, що sinsinfl ,
coscosfl , де 0 – константа, що залежить від способу обчислення сину-
сів і косинусів та не залежить від вхідних даних, 11 , 2 , отримаємо
2
sin
2
sin2cos2 010010
0000011
xx
xffxNRRfl
1
1
11
2
sin
2
sin2cos4
N
i
iiii
iiiii
xx
xffxiN
2
sin
2
sin2cos3 11
11
NNNN
NNNNN
xx
xffx
,
де 12 i , Nii ,0,2 1
1 , 08406,006,1log 21 .
Луц Л.В.
«Искусственный интеллект» 4’2008 674
8Л
Врахувавши, що 1cos , 1sin та sin , при 1 , отримаємо нас-
тупну оцінку похибки заокруглень:
1
1
1003 3422 1
N
i
NNii fxfxiNfxNЕ .
Оскільки 1,0ix , LQxf , а отже 1ix , xLf i , врешті-решт маємо
11 23422
1
1
103
N
i
Ni fxLiNfNЕ
22342 1
1
1
10 Nf
N
LiNfN
N
i
N
2
2314
2 010
1
LfNf
N
LNNf N
L
N
fLffLffLf NNN
4
3
2
72 101010
.
Теорема доведена.
Клас CL,N
Розглянемо квадратурну формулу обчислення інтеграла 1I вигляду:
1
0
12
1
sin)(
N
i
x
x
i
i
xdxxfR , (7)
де
,,
,,
,,
,,
,,
11
1
111
NNN
NN
iii
iiiii
iii
xxxf
xxx
xxxf
xxxfsignxxLf
xxxf
xf (8)
L
fxxx
L
fxxx iii
i
iii
i
22
,
22
11
. (9)
Теорема 2. Нехай NLСxf , , виконується умова У1, можливі похибки задання
функції, обмежені умовами ,
~
iii xfxf Ni ,0 , та обчислення проводяться
на ЕОМ в режимі з плаваючою комою з двійковими розрядами у мантис чисел.
Тоді квадратурна формула 2R наближеного обчислення )(I 1 є оптимальною за
точністю при N та 1 N , при цьому з точністю до величин другого
порядку малості відносно 2 справедлива оцінка повної абсолютної похибки квад-
ратурної формули 2R вигляду:
321 EEEE , (10)
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів…
«Штучний інтелект» 4’2008 675
8Л
де
2
0
11121 sin2coscossin
2
1 N
i
iiiiiiii xLxxxsignEE
11111 cossinsinsinsin NNNNiii xxsignxxx (11)
11 sinsin22cos NNNNNN xxLxLx
, N ,
1
0
21 sinsin2sin
2
i
iiiii xxxsignLEE
2sin 1Nxsign , 1 N , (12)
020
2
23 331141114112 1 fNLCCLCLCfNLCE
LCCLCfLCff NN 331241131441
2101
, (13)
08406,006,1log 21 ,
N
Cxii
max , 0 – константа, що залежить від
способу обчислення синусів і косинусів.
Доведення
1. Оцінка 21 EE доведена в [4].
2. Обчислимо інтеграли
1
sin)(1
i
i
x
x
xdxxf та приведемо формулу )(2 R до
вигляду, зручного для обчислення на ЕОМ:
2
0
1
0
12 sinsinsin)(
1 N
i
x
x
x
x
iiii
N
i
x
x
i
i
i
i
i
i
xdxxxfLsignfxdxfxdxxfR
+
2
1
0011 cos1sinsin
1
1 N
i
iii
x
x
N
x
x
i fxLfsignxfxdxfxdxf
N
N
i
i
NN
iiiii xf
L
fxxxx
cos
2
sin
2
cos2
2
sin 1
11 .
Скориставшись тими ж міркуваннями, що і при доведенні пункту 3 теореми 1,
та врахувавши, що NLCxf , , 1,0x , отримаємо таку оцінку похибки заокруглень:
2
0
1
003 2
3
2
222132412 1 N
i
iii
i
xxx
iNxLxNfE
NN
iii xfxxxiN
3
2
3
2
22210241
1
1 .
Луц Л.В.
«Искусственный интеллект» 4’2008 676
8Л
Нехай
N
Cxii
max . Оскільки 1,0ix , врешті-решт маємо
2
0
03 2
32
2
132242 1 N
i N
CiN
N
CLNfE
423
2
32522
01
1
Nff
N
CiN N
1
2
3221241
2
322154 N
N
CN
N
CN
N
CL
LCLCfNLCf N 11141123 20
2
21
1
3144133114 1010
NN fLCfffNLCC
LCCLC 3312411
2
.
Теорема доведена.
Зауваження 1. У випадку рівномірної сітки 1C .
Клас W2,L
Розглянемо квадратурну формулу вигляду
1
0
33
1
sin)(
N
i
x
x
i
i
xdxxSR , (14)
де xS3 – ермітовий кубічний сплайн, ii fxS 3 , ii fxS 3 , Ni ,0 .
Відомо [5], що xS3 на відрізку 1, ii xx можна записати у вигляді iftxS 13
14312 iii fhtfhtft , де ttt 211 2
1 , 2
2 tt t23 , 23 1 ttt ,
ttt 12
3 , iii xxh 1 , ii hxxt .
Теорема 3. Нехай LWxf ,2 задана таблицею значень N
if 0 , N
if 0 у вузлах рівномірної
сітки NiNhhixi ,0,1, , можливі похибки задання функції xf у вузлах ix не
перевищують , можливі похибки задання похідної xf у вузлах ix не перевищують
, та обчислення проводяться на ЕОМ в режимі з плаваючою комою з двійковими
розрядами у мантис чисел. Тоді квадратурна формула 3R наближеного обчислення
)(I 1 є оптимальною за порядком за точністю в класі LW ,2 при N , при цьому з
точністю до величин другого порядку малості відносно 2 справедлива така оцінка
повної абсолютної похибки квадратурної формули 3R
321 EEEE , (15)
де
12412
34
1
NNE
246221
32
NNN , (16)
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів…
«Штучний інтелект» 4’2008 677
8Л
4
2sin
2
1
16 22
N
LE , (17)
123
E
201266
43
4
4
5 LLNLN
19361217512 43
3 LLN
32
02 5
Lf
N
981112
2204
Nf
fNL (18)
54156 0
3
NffL ,
де 08406,006,1log 21 , 0 – константа, що залежить від способу обчис-
лення синусів і косинусів.
Доведення
1. Обчислимо інтеграли
1
sin)(3
i
i
x
x
xdxxS та приведемо формулу )(3 R до вигляду,
зручного для обчислення на ЕОМ:
h
x
ffff
h
fxxdxxSR
N
i
x
x
i
i
0
1010200
1
0
33
sin
2261cos1sin)(
1
1
1
1112101020 426cos1261 N
i
iiiii ffffx
h
ffff
h
f
211111
1cos226
sin
h
fxfffff
h
x
f NNiiiii
i
i
NNNNN
N
NNNN ffff
h
f
h
xffff 11211 261sin
226
.
1100110020001
~~22~~61~cos1 ffffffff
h
ffxE
1
1
211001100200
0 1~~~~261~sin N
i h
ffffffff
h
ff
h
x
11111111
~4~2~~6cos iiiiiiiiiii ffffffffffx
11111111
~~~2~26
sin
iiiiiiiiii
i ffffffffff
h
x
NNNNNNNNNNN ffffffff
h
ffx ~2~2~~61~cos 11112
NNNNNNNNNN
N ffffffff
h
ff
h
x ~~~~261~sin
11112
24622112412
3234
NNNNN .
Луц Л.В.
«Искусственный интеллект» 4’2008 678
8Л
2. Оцінимо абсолютну похибку методу
1
0
32 sin)()( xdxxfxSE .
Скориставшись нерівністю Гельдера, отримаємо
1
0
2
1
0
2
32 sin)()( xdxdxxfxSE .
В [5] доведено, що 2]1,0[3
1
0
2
3 16
)()()()(
2 N
LxfxSdxxfxS
L
.
4
2sin
2
122cos
4
1
2
12cos1
2
1sin
1
0
1
0
1
0
2 xxddxxxdx .
Отже
4
2sin
2
1
16 22
N
LE .
3. Скориставшись тими ж міркуваннями, що і при доведенні пункту 3 теореми 1
та врахувавши, що LWxf ,2 , а отже 1ix , Lhf i , Lxf , отримаємо наступну
оцінку похибки заокруглень:
81114642
02
2
003
1
NfN
N
NLNxNfE
1
1
2
2
2
2
6611432111812 N
i
N
N
iNLN
N
NLN
51819266686 NfiNiN
N
Ni
111912911156
2
2
2
2
N
LNfN
N
LN
N
32
3
32
4
3
5 3612175122012662 1
LLNLLNLN
Nf
fNLLf
N 81112
2
1
3
1619 032
02
541569 02 NffL .
Теорема доведена.
Класс W2,N,L
Для обчислення інтеграла )(1 I у випадку, коли LNWxf ,,2)( , в монографії [4]
побудована квадратурна формула вигляду
1
0
24 sin
1N
i
x
x
xdxxfR
i
i
, (19)
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів…
«Штучний інтелект» 4’2008 679
8Л
,,,
,,
,
~~,
,
~~~,
4
2
1
,~,
1111
1
1111
2
1
2
111
2
NNNNN
NN
iiiii
iiiii
iiiiii
iiiii
xxxxxff
xxx
xxxxxff
xxxxxxxfsignL
xxffxxff
xxxxxff
xf (20)
L
fxxx iii
i 22
~ 1
,
L
fxxx iii
i 22
~ 1
.
Теорема 4. Нехай LNWxf ,,2 , виконуються умови У1 та У2, можливі похибки задання
функції та її похідної обмежені умовами ,~,~
iiiiii xfxfxfxf Ni ,0 ,
та обчислення проводяться на ЕОМ в режимі з плаваючою комою з двійковими
розрядами у мантис чисел. Тоді квадратурна формула 4R наближеного обчислення
)(I 1 є оптимальною за точністю при N та 1 N , при цьому з точністю до
величин другого порядку малості відносно 2 справедлива така оцінка повної абсолют-
ної похибки квадратурної формули 4R
321 EEEE , (21)
де
1
0
,21
1
sin
N
i
x
x
i
i
xdxxEE , (22)
,,
22
1
,,~~~~
~
2
1~1
~1~1
~1
4
1
2
1
4
,,
22
1
1
2
11111
111
11
1
1
2
1
2
2
,
iiiiiii
iiiiiiii
iiii
iiiii
iiiiii
iiiiiii
xxxxxLxx
xxxxxffxxff
fsignxxfsign
fsignxxfsign
fsignxxxxL
xxxxxLxx
x
(23)
2129
2
2341
2
12
202
2
3
1
LLCLfNLNE
92134212840
LLLCf (24)
4
23
2
2152228 2
12
LC
N
fL
N
6
2
2157 2
LCLC ,
N
Cxii
max , 0 – константа, що залежить від
способу обчислення синусів і косинусів.
Луц Л.В.
«Искусственный интеллект» 4’2008 680
8Л
Тут iiiiii xxxxxx ~,~max,~,~min , i
ii
i
xxx
2
~ 1 ,
i
i
i p
s
,
2
i
i
xs
iiiiiiiiiiiii fxsignff
~
sin2
1
2
1~~
11111 ,
iiiiiii xxLsignxsignfp sinsin12
1~ ,
i ,
i – відповідно
максимально і мінімально допустимі розв’язки системи лінійних нерівностей
.2,0,
~~
,1,0,
1 NifxLfxL
Ni
iiiiii
iii
Доведення
1. Оцінка 21 EE доведена в [4].
2. Обчислимо інтеграли
1
sin)(
i
i
x
x
xdxxf та приведемо формулу )(4 R до виг-
ляду, зручного для обчислення на ЕОМ:
2
0
1
0
4 sinsin)(
1 N
i
x
x
iii
N
i
x
x
i
i
i
i
xdxxxffxdxxfR
i
i
x
x
iiiiiiiii xdxxxxxfsignLfxxfxxff sin
42
1 2
1
2
111
+
N
N
i
i
x
x
NNN
x
x
iii xdxxxffxdxxxff
1
1
sinsin 111111
2
1
1
0
0
00 42
coscossincos1 N
i
iiii
ii
ffxfxxxfxf
2
22
8
coscos
8
Lfsign
L
ffsignxxxLfsign i
i
iii
i
i
N
N
NNNN x
f
xfxf
sincos 1
111 .
Скориставшись тими ж міркуваннями, що і при доведенні пункту 3 теореми 1
та врахувавши, що LNWxf ,,2 , 1ix , ii xLf , Lxf , отримаємо наступну
оцінку похибки заокруглень:
2
0
03 22022542 1 N
i
i iNxLNLNfE
82182222222
2
22222
8 2
2
iNLiNLiN
xL i
475
28 112
2 LxLfLLxLxL NN
i
i .
Нехай
N
Cxii
max . Оскільки 1,0ix , врешті-решт маємо
2
0
03 4102542 1 N
i
iN
N
CLNLNfE
Оцінка якості деяких квадратурних формул обчислення інтегралів…
«Штучний інтелект» 4’2008 681
8Л
122
2
492411411
4 NfiNLiNLiN
N
LC
02
2
1
1
2
12475
1
fNLNLxL N
212842129
2
234 02
LCfLLCL
5222892134 12
NfLLL
6
2
2157
4
23
2
21 22
LCLCLC
N
.
Теорема доведена.
Зауваження 2. В випадку рівномірної сітки 1C .
Висновки
Розв’язання більшості задач, в тому числі задач цифрової обробки сигналів, за
допомогою сучасної обчислювальної техніки в основному полягає в створенні матема-
тичної моделі на основі спостережень досліджуваного явища або процесу, реалізації
математичної моделі за допомогою обчислювального алгоритму, що апроксимує ви-
хідну модель і робить її придатною для практичного використання, та розрахунків на
ЕОМ. Похибки цієї апроксимації, а також похибки заокруглення реалізації обчислю-
вального алгоритму на ЕОМ та похибки вимірювання або спостереження реалізацій
досліджуваного процесу повинні враховуватися при визначенні міри адекватності
математичної моделі та процесу.
У статті містяться результати з визначення похибки квадратурних формул набли-
женого обчислення інтегралів від швидкоосцилюючих функцій, пов’язаних з розв’яз-
анням багатьох задач цифрової обробки сигналів. Отримані результати можуть бути
широко застосованими в тестуванні якості розроблених обчислювальних алгоритмів та
враховуватися при формулюванні вимог до точності розв’язку різноманітних задач циф-
рової обробки сигналів.
Література
1. Задирака В.К. Теория вычисления преобразования Фурье. – Киев: Наук. думка, 1983. – 215 с.
2. Задирака В.К., Мельникова С.С., Луц Л.В. Оптимальные квадратурные и кубатурные формулы
вычисления преобразования Фурье финитных функций одного класса (случай сильной осцилляции) //
Киберенетика и системный анализ. – 2007. – № 5. – С.144-164.
3. Уилкинсон Дж.Х. Алгебраическая проблема собственных значений. – М.: Наука, 1970. – 564 с.
4. Задирака В.К., Мельникова С.С. Цифровая обработка сигналов. – Киев: Наук. думка, 1993. – 294 с.
5. Завьялов Ю.С., Квасов Б.И., Мирошниченко В.Л. Методы сплайн-функций. – М.: Наука, 1980. – 352 с.
The complete absolute error estimates of the certain optimal with respect to accuracy quadrature formulas for
computation of integrals of quick-oscillating functions are obtained. This results make in possible for
guaranteed quality estimation of integration in the function classes being considered problem approximate
solution.
Стаття надійшла до редакції 22.07.2008.
|