Inequalities of the Bernstein type for splines of defect 2

We obtain new exact inequalities of the Bernstein type for periodic polynomial splines of order r and defect 2.

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
Hauptverfasser: Babenko, V. F., Parfinovych, N. V., Бабенко, В. Ф., Парфинович, Н. В.
Format: Artikel
Sprache:Russisch
Englisch
Veröffentlicht: Institute of Mathematics, NAS of Ukraine 2009
Online Zugang:https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/3074
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal
Завантажити файл: Pdf

Institution

Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal
_version_ 1860509102151565312
author Babenko, V. F.
Parfinovych, N. V.
Бабенко, В. Ф.
Парфинович, Н. В.
Бабенко, В. Ф.
Парфинович, Н. В.
author_facet Babenko, V. F.
Parfinovych, N. V.
Бабенко, В. Ф.
Парфинович, Н. В.
Бабенко, В. Ф.
Парфинович, Н. В.
author_sort Babenko, V. F.
baseUrl_str https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/oai
collection OJS
datestamp_date 2020-03-18T19:44:40Z
description We obtain new exact inequalities of the Bernstein type for periodic polynomial splines of order r and defect 2.
first_indexed 2026-03-24T02:35:46Z
format Article
fulltext UDK 517.5 V. F. Babenko (Dnepropetr. nac. un-t, Yn-t prykl. matematyky y mexanyky NAN Ukrayn¥, Doneck), N. V. Parfynovyç (Dnepropetr. nac. un-t) NERAVENSTVA TYPA BERNÍTEJNA DLQ SPLAJNOV DEFEKTA 2 New exact inequalities of a Bernstein type for periodic polynomial splines of order r and defect 2 are obtained. Otrymano novi toçni nerivnosti typu Bernßtejna dlq periodyçnyx polinomial\nyx splajniv po- rqdku r defektu 2. Vo mnohyx sluçaqx dlq tryhonometryçeskyx polynomov y splajnov mynymal\- noho defekta yzvestn¥ toçn¥e neravenstva typa Bernßtejna, kotor¥e yhragt vaΩnug rol\ vo mnohyx voprosax teoryy pryblyΩenyq (obzor y yzloΩenye mno- hyx yzvestn¥x toçn¥x neravenstv, a takΩe byblyohrafyg moΩno najty, napry- mer, v [1, 2]). M¥ ustanovym nekotor¥e toçn¥e neravenstva typa Bernßtejna dlq splajnov defekta 2. Pust\ Lp , 1 ≤ p ≤ ∞, — prostranstva 2π-peryodyçeskyx funkcyj f : R → → R s sootvetstvugwymy normamy ⋅ Lp = ⋅ p , C — prostranstvo neprer¥v- n¥x 2π-peryodyçeskyx funkcyj. Çerez S n r2 2 , , r = 1, 2, … , oboznaçym prostranstvo 2π-peryodyçeskyx poly- nomyal\n¥x splajnov porqdka r defekta 2 s uzlamy v toçkax tk = 2k n π , k ∈Z , t.7e. mnoΩestvo 2π-peryodyçeskyx funkcyj s, udovletvorqgwyx sle- dugwym uslovyqm: 1) s ymeet neprer¥vn¥e proyzvodn¥e do porqdka r – 2 vklgçytel\no; 2) dlq kaΩdoho k ∈Z najdetsq alhebrayçeskyj polynom p xk ( ) stepeny r takoj, çto s x( ) = p xk ( ) dlq x ∈7 ( , )t tk k+1 . Otmetym, çto s r( )−1 moΩet ymet\ razr¥v¥ (pervoho roda) v toçkax tk , k ∈Z , y v πtyx toçkax polahaem s t s t s tr k r k r k ( ) ( ) ( )( ) ( )− − −( ) = + + −  1 1 11 2 0 0 . Nayluçßym pryblyΩenyem funkcyy f podprostranstvom konstant v prost- ranstve Lp , 1 ≤ p ≤ ∞, naz¥vaetsq velyçyna E f f cp c p ( ) inf= − ∈R . Funkcyy Bernully opredelqgtsq sledugwym obrazom (sm. [3, s. 72]). B x1( ) — 2π-peryodyçeskaq funkcyq, kotoraq na 0 2, π[ ) zadaetsq tak: B x1( ) = π π π − ∈ =     x x x 2 0 2 0 0 , ( , ), , . Esly r > 1, to B xr ( ) est\ (r – 1)-j 2π-peryodyçeskyj yntehral s nulev¥m srednym znaçenyem na peryode ot B x1( ) . © V. F. BABENKO, N. V. PARFYNOVYÇ, 2009 ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2009, t. 61, # 7 995 996 V. F. BABENKO, N. V. PARFYNOVYÇ PoloΩym ψn r x, ( ) = − 2π n B nx r r ( ) (zametym, çto ψn r x, ( ) ∈ S n r2 2 , ). DokaΩem sledugwye utverΩdenyq. Teorema 1. Pust\ n , r ∈N , r ≥ 2. Dlq lgboho splajna s S n r∈ 2 2 , y lgbo- ho j ∈Z ymegt mesto neravenstva sup ( )( ) t t t r j j s t < < +1 ≤ E s E t n r t t t n j j ( ) ( ) sup ( ) , , ∞ ∞ < < + ′ ψ ψ 1 1 , (1) sup ( )( ) t t t r j j s t < < − +1 1 ≤ E s E t n r t t t n j j ( ) ( ) sup ( ) , , ∞ ∞ < < +ψ ψ 1 1 , (2) ω s t tr j j ( ), ( , )− +( )1 1 ≤ E s E t t n r n j j ( ) ( ) , ( , ) , , ∞ ∞ +( ) ψ ω ψ 1 1 , (3) hde ω( , )f M = sup ( ) ( ) ,′ ′′∈ ′ − ′′ t t M f t f t — kolebanye funkcyy f na mnoΩestve M ⊂ R . Sledstvye 1. Pust\ n, r ∈N , r ≥ 2. Dlq lgboho s S n r∈ 2 2 , V 0 2π s r( )−  1 ≤ E s E t n r n ( ) ( ) ( ) , , ∞ ∞ [ ] ψ ψ π V 0 2 1 , (4) s r( )− ∞ 1 ≤ E s E t n r n ( ) ( ) ( ) , , ∞ ∞ ∞ψ ψ 1 . (5) Teorema 2. Pust\ n, r ∈N , r ≥ 2. Dlq lgboho s S n r∈ 2 2 , y lgboho j ∈Z V t t r j j s + −  1 2( ) ≤ E s E n r t t n j j ( ) ( ), , ∞ ∞ + [ ] ψ ψV 1 2 (6) y, sledovatel\no, V 0 2π s r( )−  2 ≤ E s E n r n ( ) ( ), , ∞ ∞ [ ] ψ ψ π V 2 0 2 . (7) Teorema 3. Pust\ n , r ∈N , r ≥ 2. Dlq lgboho s S n r∈ 2 2 , 6 y lgboho p ∈ ∈ [ ∞)1, s r p ( )−1 ≤ E s E t n r n p ( ) ( ) ( ) , , ∞ ∞ψ ψ 1 . (8) Zameçanye. Oçevydno, çto neravenstva (1) – (8) obrawagtsq v ravenstva dlq funkcyy s n r= ψ , y, sledovatel\no, qvlqgtsq toçn¥my. Dokazatel\stvo teorem¥ 1. Pust\ s S n r∈ 2 2 , . PoloΩym ϕ ψ ψ( ) ( ) ( ) ( ) , ,t E s E t n r n r= ∞ ∞ . V sylu lynejnosty funkcyj ϕ( )r−1 y s r( )−1 na ( , )t tj j+1 , j = 0 1, n − , sootno- ßenyq (1) y (3) budut sledovat\ yz sootnoßenyq (2). Poπtomu dlq dokaza- tel\stva teorem¥ dostatoçno ustanovyt\ sootnoßenye (2), t.7e. dokazat\, çto dlq lgboho j = 0 1, n − ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2009, t. 61, # 7 NERAVENSTVA TYPA BERNÍTEJNA DLQ SPLAJNOV DEFEKTA 2 997 sup ( ) sup ( )( ) ( ) t t t r t t t r j j j j s t t < < − < < − + + ≤ 1 1 1 1ϕ . (9) PredpoloΩym, çto najdetsq j0 takoe, çto na yntervale ( , )t tj j0 0 1+ sootnoße- nye (9) ne v¥polnqetsq, t.7e. ymeet mesto po krajnej mere odno yz neravenstv s t tr j r j ( ) ( )( ) ( )− −+ >1 1 0 0 0 ϕ , s t tr j r j ( ) ( )( ) ( )− − +− >1 1 10 0 0 ϕ . Pust\, dlq opredelennosty, s tr j ( )( )− +1 0 0 > ϕ( )( )r jt−1 0 . Tohda pry podxodq- wem 0 < λ < 1 ymeem λ ϕs t tr j r j ( ) ( )( ) ( )− −+ =1 1 0 0 0 . (10) PoloΩym δ ϕ( ) ( )t t= – α – λ βs t( ) −( ) , hde α y β — konstant¥ nayluçßeho ravnomernoho pryblyΩenyq dlq funkcyj ϕ( )t y s t( ) sootvetstvenno. Otmetym, çto δ( )r−1 na kaΩdom yz yntervalov ( , )t tj j+1 moΩet menqt\ znak ne bolee odnoho raza, krome toho, peremena znaka u δ( )r−1 vozmoΩna pry pere- xode arhumenta çerez toçku t j . V sylu (10) δ( )r−1 ne menqet znak na (t j0 , t j0 1+ ) y, znaçyt, δ( )r−1 ymeet na peryode ne bolee 2n – 1 peremen znaka. S druhoj storon¥, tak kak E( )ϕ ∞ > E s( )λ ∞ , δ( )t ymeet po krajnej mere odnu peremenu znaka meΩdu lgb¥my dvumq sosednymy toçkamy πkstremuma funkcyy ϕ( )t – α. Znaçyt, δ( )t ymeet na peryode ne menee 2n peremen znaka. Tohda v sylu teorem¥ Rollq u δ( )r−1 budet takΩe ne menee 2n peremen znaka. Polu- çennoe protyvoreçye dokaz¥vaet, çto dlq lgboho j = 0 1, n − sup ( ) sup ( )( ) ( ) t t t r t t t r j j j j s t t < < − < < − + + ≤ 1 1 1 1ϕ . Takym obrazom, sootnoßenye (2) ustanovleno. Teorema 1 dokazana. V sylu lynejnosty funkcyj s r( )−1 y ψn,1 na kaΩdom yntervale ( , )t tj j+1 y 2π n -peryodyçnosty funkcyy ψn,1 yz sootnoßenyj (2) y (3) sledugt ut- verΩdenyq (4) y (5). Dokazatel\stvo teorem¥ 2. Pust\ snaçala promeΩutok t tj j, +[ ]1 takov, çto s r( )−1 ymeet nul\ v ( , )t tj j+1 . Poskol\ku v sylu (5) s r( )− ∞ 1 ≤ ϕ( )r− ∞ 1 y v sylu (1) s tr( )( ) ≤ ϕ( )( )r t = E s E n r ( ) ( ), ∞ ∞ψ , t ∈ ( , )t tj j+1 , dlq kaΩdoho x ≥ 0 mes t t t t xj j r∈ ≥{ }+ −( , ) : ( )( ) 1 1ϕ ≥ mes t t t s t xj j r∈ ≥{ }+ −( , ) : ( )( ) 1 1 . (11) Yz (11) neposredstvenno sleduet, çto pry vsex p ∈ ∞[ )1, s t dt t dtr p t t r p t t j j j j ( ) ( )( ) ( )− − + + ∫ ∫≤1 1 1 1 ϕ (12) ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2009, t. 61, # 7 998 V. F. BABENKO, N. V. PARFYNOVYÇ y, v çastnosty, s t dt t dtr t t r t t j j j j ( ) ( )( ) ( )− − + + ∫ ∫≤1 1 1 1 ϕ , tak çto V V t t r t t r j j j j s + + − −  ≤   1 1 2 2( ) ( )ϕ . (13) Pust\ teper\ promeΩutok t tj j, +[ ]1 takov, çto s r( )−1 ne obrawaetsq v nul\ na yntervale ( , )t tj j+1 . V πtom sluçae s r t tj j ( ) , −  + 2 1 — monotonnaq funkcyq y, sledovatel\no, sup ( ) max ( ) , (( ) ( ) ( ) t t t r r j r j j s t s t s ≤ ≤ − − − + = 1 2 2 2 tt j+{ }1) . Pust\, dlq opredelennosty, sup ( ) ( )( ) ( ) t t t r r j j j s t s t ≤ ≤ − − + = 1 2 2 . Otmetym takΩe, çto ϕ ϕ ϕ( ) ( ) ( )( ) ( )r r j r jt t− ∞ − − += =2 2 2 1 . Ustanovym neravenstvo sup ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) t t t r r j r j j j s t s t t ≤ ≤ − − − + = ≤ 1 2 2 2ϕ , (14) otkuda y budet sledovat\ sootnoßenye (13) dlq rassmatryvaemoho sluçaq. PredpoloΩym, çto vopreky (14) sup ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) t t t r r j r j j j s t s t t ≤ ≤ − − − + = > 1 2 2 2ϕ . Tohda najdetsq λ, 0 < λ < 1, takoe, çto λs tr j ( )( )−2 = ϕ( )( )r jt−2 y, sledova- tel\no, λs tr j ( )( )− + 2 1 ≤ ϕ( )( )r jt− + 2 1 . Pust\ δ( )t = ϕ( )t – α – λ βs t( ) −( ) , hde α y β — konstant¥ nayluçßeho ravnomernoho pryblyΩenyq funkcyj ϕ( )t y s t( ) sootvetstvenno. Poskol\ku δ( )r−2 ∈ S n2 2 2 , y δ( )( )r jt−2 = 0, δ( )r−2 na promeΩutke t tj j, +[ ]1 moΩet ymet\ ne bolee trex peremen znaka. Tohda na peryode u δ( )r−2 budet ne bolee 2n – 1 peremen znaka. S druhoj storon¥, kak y pry dokazatel\stve teorem¥71, ubeΩdaemsq, çto δ( )t ymeet na peryode ne menee 2n peremen znaka. No tohda v sylu teorem¥ Rollq δ( )( )r t−2 menqet znak na peryode ne menee 2n raz. Poluçennoe protyvoreçye dokaz¥vaet neravenstvo (14). Yz (14) s uçetom mo- notonnosty s r( )−2 na t tj j, +[ ]1 sleduet, çto V V t t r t t r j j j j s + + − −  ≤   1 1 2 2( ) ( )ϕ takΩe dlq yntervalov, v kotor¥x s r( )−1 ne ymeet nulej. Teorema 2 dokazana. ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2009, t. 61, # 7 NERAVENSTVA TYPA BERNÍTEJNA DLQ SPLAJNOV DEFEKTA 2 999 Dokazatel\stvo teorem¥ 3. Pry dokazatel\stve teorem¥72 ustanovleno, çto esly s r( )−1 ymeet nul\ v ( , )t tj j+1 , to ymeet mesto neravenstvo (12). Poka- Ωem, çto πto neravenstvo ymeet mesto y dlq takyx yntervalov, v kotor¥x s r( )−1 ne ymeet nulej. Dlq πtoho pokaΩem, çto dlq vsex x ∈ 0 2, /π n[ ] v¥polnqetsq neravenstvo r s t dt r t dtr x r x ( ) ( ), ,− −( ) ≤ ( )∫ ∫1 0 1 0 ϕ , x ∈ 0 2, /π n[ ] , (15) hde r f t( , ) — nevozrastagwaq perestanovka (sm., naprymer, [3], hl. 3) suΩenyq funkcyy f na t tj j, +[ ]1 . Pust\ ∆( )x = r t dtrx ϕ( ),−( )∫ 1 0 – r s t dtrx ( ),−( )∫ 1 0 . V rassmatryvaemom sluçae obe funkcyy r trϕ( ),−( )1 y r s tr( ),−( )1 lynejn¥ na 0 2, /π n[ ] , tak, çto yx raz- nost\ lybo ne menqet znak na yntervale ( , / )0 2π n y( tohda v sylu (6) dlq lgboho t ∈ ( , / )0 2π n budet r s tr( ),−( )1 ≤ r trϕ( ),−( ))1 , lybo menqet znak rovno odyn raz v toçke x0 ∈ ( , / )0 2π n , pryçem s „+” na „–”. V pervom sluçae neravenstvo (15) oçevydno. Vo vtorom sluçae, tak kak ′∆ ( )x = r xrϕ( ),−( )1 – r s xr( ),−( )1 , ∆( )x vozrastaet na yntervale ( , )0 0x y ub¥- vaet na ( , / )x n0 2π . Krome toho, ∆( )0 = 0 y ∆( / )2π n ≥ 0 (poslednee neravenst- vo ymeet mesto v sylu (6)). Takym obrazom, raznost\ ∆( )x neotrycatel\na na 0 2, /π n[ ] , çto πkvyvalentno (15). Uçyt¥vaq (15) y predloΩenye 3.2.5 yz [3], vydym, çto (12) ymeet mesto takΩe dlq yntervalov ( , )t tj j+1 , v kotor¥x s r( )−1 ne ymeet nulej. Ytak, dlq lgboho p ∈ ∞[ )1, y lgboho j = 0 1, n − s t dt t dtr p t t r p t t j j j j ( ) ( )( ) ( )− − + + ∫ ∫≤1 1 1 1 ϕ , sledovatel\no, s s t dtr p r p t t j n p j j ( ) ( ) / ( )− − = − =       + ∫∑1 1 0 1 1 1 ≤≤      − = − + ∫∑ ϕ( ) / ( )r p t t j n p t dt j j 1 0 1 1 1 = = ϕ ϕ π ( ) / ( )( )r p p r p t dt− −∫     =1 0 2 1 1 . Takym obrazom, yz posledneho neravenstva, s uçetom opredelenyq funkcyy ϕ, poluçaem neravenstvo (8) dlq vsex p ∈ ∞[ )1, . Teorema 3 dokazana. 1. Kornejçuk N. P., Babenko V. F., Lyhun A. A. ∏kstremal\n¥e svojstva polynomov y splajnov. – Kyev: Nauk. dumka, 1992. – 304 s. 2. Babenko V. F., Kornejçuk N. P., Kofanov V. A., Pyçuhov S. A. Neravenstva dlq proyzvodn¥x y yx pryloΩenyq. – Kyev: Nauk. dumka, 2003. – 591 s. 3. Kornejçuk N. P. Toçn¥e konstant¥ v teoryy pryblyΩenyq. – M.: Nauka, 1987. – 424 s. Poluçeno 30.05.08, posle dorabotky — 30.04.09 ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2009, t. 61, # 7
id umjimathkievua-article-3074
institution Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal
keywords_txt_mv keywords
language rus
English
last_indexed 2026-03-24T02:35:46Z
publishDate 2009
publisher Institute of Mathematics, NAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv umjimathkievua/eb/831f87105bfcfea0c5ccefe8785668eb.pdf
spelling umjimathkievua-article-30742020-03-18T19:44:40Z Inequalities of the Bernstein type for splines of defect 2 Неравенства типа Вернштейна для сплайнов дефекта 2 Babenko, V. F. Parfinovych, N. V. Бабенко, В. Ф. Парфинович, Н. В. Бабенко, В. Ф. Парфинович, Н. В. We obtain new exact inequalities of the Bernstein type for periodic polynomial splines of order r and defect 2. Отримано нoвi точш нeрiвнocтi типу Вернштейна для перюдичних пoлiнoмiaльниx сплайшв порядку r дефекту 2. Institute of Mathematics, NAS of Ukraine 2009-07-25 Article Article application/pdf https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/3074 Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal; Vol. 61 No. 7 (2009); 995-999 Український математичний журнал; Том 61 № 7 (2009); 995-999 1027-3190 rus en https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/3074/2897 https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/3074/2898 Copyright (c) 2009 Babenko V. F.; Parfinovych N. V.
spellingShingle Babenko, V. F.
Parfinovych, N. V.
Бабенко, В. Ф.
Парфинович, Н. В.
Бабенко, В. Ф.
Парфинович, Н. В.
Inequalities of the Bernstein type for splines of defect 2
title Inequalities of the Bernstein type for splines of defect 2
title_alt Неравенства типа Вернштейна для сплайнов дефекта 2
title_full Inequalities of the Bernstein type for splines of defect 2
title_fullStr Inequalities of the Bernstein type for splines of defect 2
title_full_unstemmed Inequalities of the Bernstein type for splines of defect 2
title_short Inequalities of the Bernstein type for splines of defect 2
title_sort inequalities of the bernstein type for splines of defect 2
url https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/3074
work_keys_str_mv AT babenkovf inequalitiesofthebernsteintypeforsplinesofdefect2
AT parfinovychnv inequalitiesofthebernsteintypeforsplinesofdefect2
AT babenkovf inequalitiesofthebernsteintypeforsplinesofdefect2
AT parfinovičnv inequalitiesofthebernsteintypeforsplinesofdefect2
AT babenkovf inequalitiesofthebernsteintypeforsplinesofdefect2
AT parfinovičnv inequalitiesofthebernsteintypeforsplinesofdefect2
AT babenkovf neravenstvatipavernštejnadlâsplajnovdefekta2
AT parfinovychnv neravenstvatipavernštejnadlâsplajnovdefekta2
AT babenkovf neravenstvatipavernštejnadlâsplajnovdefekta2
AT parfinovičnv neravenstvatipavernštejnadlâsplajnovdefekta2
AT babenkovf neravenstvatipavernštejnadlâsplajnovdefekta2
AT parfinovičnv neravenstvatipavernštejnadlâsplajnovdefekta2