Abstract
Authors
T. Popoviciu
Institutul de Calcul
Keywords
?
Paper coordinates
T. Popoviciu, Différences divisées et dérivés, Mathematica (Cluj), 1(24) (1959) no. 2, pp. 297-319 (in French)
About this paper
Journal
Mathematica Cluj
Publisher Name
Published by the Romanian Academy Publishing House
DOI
Print ISSN
1222-9016
Online ISSN
2601-744X
The work has been republished as: T. Popoviciu, Diferenţe divizate şi derivate, Acad. R. P. Romîne Fil. Cluj, Stud. Cerc. Mat., 11 (1960) no. 1, pp. 119-145 (in Romanian)
A work with similar title (short version?) T. Popoviciu, Razdelemâe raznosti i proizvodnâe, Biul naucn. informaţii, no. 2, 1961, pp. 85-87 (in Russian).
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DIFFERENT DIVISEES ET DERIVEES
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1.
-
•
Soitund fonctionnelle linear, donc additive et bonogène, definie sur un espace vectorialof functions, réelles, de la variable réelle, defines et continues sur un intervalle. Nous designaterons par a l'extremité gatche et parl'extremité droite de l'intervale I. Dans la suite nous supposerons toujours que les éléments deverfiennent toutes les properties de derivabilité nécessaires pour que les fonctionnelles linéaires considérables aient un sens. Nous supposerons toujours quecontienne tons les polynomes. On suppose toujonts que.
-
•
All linear functionalto a degreeexactiode bien determined. Ce degré d'exactitude est le nombre entier, or the wrong number, characterized by the property :
. yes.
2.skiet si l'un au moins des nombresis different from zero.
ski
In the casesthisle degré d'exactitude est fini. Ce cas a lieu si et seniement siit is different from zero on a polynomial at least. Dans le cas, le degree d'exactitude est infini et alorsis null on any polynomial.
Pour qu'une fonetionaelle linéairesoit nuile sur tout polynome de degré, il faut et il suffit que son degré d'exactitude soit égal àau moins (on suppose tonjours que). A degree polynomialis in good shape, the coefficientsétant: des nombres réelles quelconcons. Si le plus haut coefficientevening, le polynome est dit de đegré effectif.
9. - Nous allons nous occuper, en particulier, des fonctionnelles linéairesqui sont égales à une combinaison linear des valeurs, sur un nombre fini de points, de la fonctionet d'un nombre fini de ses dérivées de divers ordres. Une telle fonetionnelle linear est de la forme
(1)
where,sont des nombres naturels donnés,,points distinct de l'intervalethis,, des nombres indépendants de la function. The pointssont les noeuds et les nombressont les coefficients de la fonctionnelle lineare (1).
Dans l'expression (1) et relativent au noeudfigurent les valeurs de la fonction et de sespremières derivées, donc de ses premièresdérivées si nous convenons que la fonction elle même soit sa propre dérivée d'ordre 0 , sur ce point. Pour ce motif nous convenons qu'enbe confusedknots. Thenest l'ordre de multiplicity du noeud(it is a simple knot if, double si, etc.). Nous pouvons dire aussi queis a knot of orderbut multiplicity. De cette façon le nombre total des noeuds distinct ou non (donc chaque noeud compté avec son ordre de multiplicity) est égal àThe numbereveningand is equal tosi et seulement si tous les noeuds sont simples.
Ambushnoeuds, simples ou non, peuvent être désignés par. Parmi ces points, exactlycoincide withpour. De cette manière nous avons numéroté une certaine permutation des noeuds. En principe la permutation, donc le numérotage des noeuds, est arbitraire. Ils existent cependant certains numérotages privilegés, que nous appelerons des numérotages normaux. Dans un numérotage normal, pour tout, ambushknotswhich coincide withare numbered withindices consécutifs. Un numérotage normal est, par ex.,In particular, if the followingest monotone (non-décroissante ou non-croissante), le numérotage est normal.
3. - La fonctionnelle (identiquement) nulle surest de la forme (1), où tous les coefficientssont égaux à 0 . Cette fonctionnelle linear a le degré d'exactitude égal à
Une fonctionnelle linear de la forme (1) ne determinante pas complètement le système des noeudsavec leurs ordres de multiplicités respectivefs. In effect, we can add any finite number of nodes without modifying the linear function considered. Il suffit de demonstrer cette property pour un seul noeudadded to the previous ones. Alors nous pouvons ajouter à, sans modifier ses valeurs, le termeskine coincide avec auctur de noeudsand the result is 0.ski.
Consider a linear function (1) that does not have zero coefficients. Nous pouvons suppose, sans restrictreindre la généralité, that
(2)
Dans ce cas les noeuds sont réduits à leur plus petit nombre puisque, d'une part, si les conditions (2) sont verificaires nous pouvons suppress un certain nombre de noetds sans modifier la fonctionnelle, et,
d'autre part, on ne peut pas faire de telles suppressions de noeuds si les conditions (2) ne sont pas toutes verificées. Il est facile de voir comment on peut obtenir le nombre minimum des noeuds.
Consider the degree polynomial
(3)
Then*)
qui, d'après l'hypothèse (2) sont tous différences de zéro. Nous avons donc le
Lemme 1. - La fonctionnelle linéaire (1), où les coefficientsne sont pas tous nuls, a un degré d'exactitude (fini et) au plus égal à.
Il en resultelle que si la fonctionnelle lineare (1) a un degré d'exactitude plus grand queelle est null identically.
4. - Si la fonctionnelle lineare (1) a un degré d'exactitude égal à, elle se réduit, en dehors d'un facteur non nul et indépendant de la fonction, à la différence divisee d'ordreon theknotsof the function. Cette différence divisée will be designated by
(4)
out of par
La différence divisiee est une fonctionnelle lineare de la forme (1) determined complètente par les conditions de s'annuler sur tout polynome de degreeet de se réduire à 1 sur le polynome.
Les différences divisees jouissent de diverses properties et verificent des formulaes bien connues. Nous allons rappeler les principales formulas qui seront utilisés plus loin.
La différence divisée est symétrique par rapport aux noeuds sur lesques elle est defined. Il en resultelle que dans la notation (4) le numérotage des noeuds est indifferent.
Nous avons la relation de récurrence
(5)
signifieut que dans la somme resp. le produit la valent i de l'indice est exclae.
qui est mue relation entre les différences visivees d'ordre o et les différences visivees dordre. La formule (5) is valid under the only conditions that apply, soient distinct, en supposant, bien entendu, que les différences divisees qu'y figurent aient un sens.
Si tous les noends d'une différence divisee d'ordre a coincident avec le même point, cette différence divisée est egale à. Nous avons donc la formula
(b)
Nous avous aussi la formula do decomposilion
(7)
qui est valid à condition qu'aucun des noeudsne coincident avec l'un des noeuds.
Nous avons aussi la formula de raduction
(8)
The previous formulas allow you to find the coefficientsde la différence divisiee (1),
| (9) |
If we pose
whereest le polynome (3), on appliquant convenablement et plusieurs fois s'il est nécessaire, les formulas (6), (7), 11011 en déduisons
We have done
We have, in particular.
On voit que, dans le cas de la différence divisiee (4), les conditions (2) sont verified. Il en resultelle que dans le case de la différence divisiee, la notation (4) met en évidence precisely le système de noends au nombre minimum.
5. - Désignons par, le polynome de Lagrange Termite relativ à la fonctionand on the knots. This is the (unique) polynomialbut degreewho verifies equality
| (10) |
We have*)
(11)
From (10) it follows that
(12)
ct, compte tenaut de 1a formule (11),
| (13) |
where
Si la fonctionnelle jineare considéraire a un degré d'exactitude an moins égal à() we haveet réciproquement. Si elle a un degré d'exactitude égal àwe have, moreover,et réciproquentent. Cette propriété peut être énoncé sous la forme du
Le mme 2. - Pour que la fonchonnelle linéave (1) ait le degré d'cractitude au moins egal à, il fawt et il suffit que dans son expression sous la forme (13) Zon ait. In order for the degree of exac-
titude soit égal exactement àil est nécessaire et suffisante que, de plus, l'on ait.
6. - Le résultat précédent est vrai pour un numérotage quelconque des noeuds.
Supposons maintenant que la suite(donc le numérotage respectif) des noeuds jousse de la propriété que sisont denx quelconcons des indices,
| (15) |
En appliquant la formula (6) aux différences visivees , (ski), lorsqu'il est nécessaire, même plusieurs fois (si), nous déduisons la formula (),
| (16) | |||
where the coefficients, donnés par (14), et les coefficientssont indépendants de la function.
Nous pouvons énoncer alors le
Lemma 3. - Pour que la fonctionnelle lineare (1) ait le degré d'exactilade au moins égal à(done pour qu'elle soit nulle sur tont polytome de degré)faul et il suffil quelle soil de la forme
| (17) |
look outsond des coefficients indépendants de la funclion.
Pour que, sous les mêmes conditions, le degré d'exachilude soit égal à, il est, de plus, nécessaive et suffisante que l'on ait.
The condition is necessary. En effet, d'une part, sous les hypothèses du lemme, nous pouvons trouver un numérotage des noeuds tel que les conditions (15) soient verfficiés. Un tel numérotage est, par ex., tout numérotage normal*). On the other hand, formula (16) results in formula (17).
condition is sufficient. En effet, toute différence divisee d'ordreis of degree of accuracy, donc s'annule sur tout polynome de degré. Il est donc de même pour toute combinaison lineare de telles différences divisées.
Ia sufficiency de la deruière condition du lemme résultée de la formula.
conditiondu lemme est essentielle. Si cette condition n'est pas vérifíe il peut ne pas exister une relation de la forme (17). This results easily from the fact that si les noetuds d'une fonetionnelle linéaire de la forme (17) sont réduits à leur nombre minimum, parmi ces noeuds il n'existe aucun qui ait un ordre de multiplicity. By the way, yes, il n'existe aucun numérotage verificant la propriété (15).
II.
-
7.
-
•
Nous allons rappeler la notion de fonctionnelle linear de la forme simple. Ira fonctionnelle linear, defined on spaceest dite de la forme simple s'il existe un nombre entieras, for you, l'on ait
-
•
| (18) |
whereest un coefficient différent de 0 et indépendant de la functionand watchlatepoints distinct de l'intervale, yesmême de l'intérieur de l'intervaleet qui, en général, peuvent dépendre de la functionThe fact that, for, the pointspeuvent être choisis à l'intérieur de l'intervaleit results from the properties of the medium of differences divided [6]. Dans ce cas le degré d'exactitude deis necessarily equal to. The result is that if une fonctionnelle linear est de la forme simple, elle est de cette forme pour une seule valeur de. There is an important property that characterizes the functions of the simple form [4] and that can be expressed in the following form:
Lemme 4. - Pour que la fonctionnelle linearsoit de la forme simple, il faut et il suffit qu'il existe un nombre entieras they sayfor everything, convex order.
La propriété d'être de la forme simple est donc très intimément liée à la notion de fonction convexe d'ordre supérieur.
A function defined onis called convex in ordersi toutes ses différences divisees d'ordre, surnoeuds distinct (appartenant à) sont positives. La fonction est dite non-concave d'ordre(surprise)) si toutes ses differences divisees d'ordrésur des points distincts (ou non) sont non-negatives. Une fonction convexe d'ordreest une fonction non-concave d'ordreparticular.
The numberdu lemme 4 est celui qui figure dans la formula (18) correspondante. Down coefficientof this formula is equal toor
towhereest un polynome quelconque de degreewith the plus haut coefficient equal to 1.
If the linear functionalest de la forme simple et si la fonctionhas a derivative of order(pour) sur l'intérieut de l'intervale, we have
| (19) |
whereest un coefficient independent de la function(d'ailleurs égal à celui qui figure dans la formula (18)) eta point of, yes, even from the interior of, et qui dépend, en général, de la fonction.
Nous retrouvons un cas classique bien connu siest le reste dans la formula de Taylor. The formula (19) is then the classic form given by Lagrange.
B. - Nous allons rappeler quelques properties des fonctions convexes d'ordre supérieur. Tonte fonction convexe d'ordresurest continue sur l'intérieur deyes yeselle a une dérivée continute d'ordreon the inside ofIf the derivative, by order, exists, the conditionsurest necessaire et suffisante pour que la fonction soit non-concave d'ordresur. Cette condition est seulement necessaire et la conditionsurest seulement suffisante pour que la fonctionbe convex in ordersurYessuret s'il n'existe aucun sons-intervale non-nul deon whichsoit zero,is convex in ordersur I. En particulier nous avons le
Lemma 5. - Pour qu'un polynomeeffective degreeconvex soil of ordersur, il faut et il suffit que lon ailsur.
La condition est suffisante puisque la derivativee d'ordred'un polynome de degré effectifn'est pas identiquement nulle, donc ne peut s'annuler que sur un nombre fini () but points. Cette derivée ne peut donc s'annuler identiquement sur aucun sous-intervale de longueur positive. A polynomial of degree effectifis a degree polynomialqui ne se reduit pas (sur un intervalle de longueur positive) à un polynome de degré.
Convexity of order -1 is equivalent to positivity and nonconcavity of order - 1 to non-negativity of function. La convexité d'ordre 0 est équivalente à la growth et la non-concavité d'ordre 0 à la non-décroissance de la fonction.
9. - Une fonction convexe d'ordrejouit de la propriété que toute différence divisee d'ordreof this function onnoeuds qui ne sont pas tous confondus, est positive, à condition, bien entendu, que cette différence divisee existe*)
Consider a linear function of the form (17). Compte tenant du lemme 4, il resultelle que si tous les coefficients,late, or all areand if there is at least one
coefficientdifférence de zéro pour lequel les noeudsde la différence divisée correspondente ne sont pas tous confondus, alors la fonctionnelle lineare (17) est du degré d'exactitudeand is of simple form.
La condition que les coefficientssoient du même signe n'est pas, en général, necessaire pour que la fonctionnelle lineare (17) ait lé degree d'exactitudeand be of simple form.
Let us now suppose thatet que les ordres de multiplicity des noeuds distinct soient-t 2 . D'après certains résultatées obtenuns déjà [5], il resultelle que siou 1 , la condition que tous Ies coefficientsde la fonctionnelle linear soient du même signe et qu'il existe au moins unfor whichand the knotsne soient pas tous confondus, est nécessaive et suffisante pour que la fonctionnelle lineare considérable soit du degre d'exactitudeet de la forme simple. Bien, entendu, pour, la dernière condition, donc que lesne soient pas confondus, ne se pose pas. Nous allons reprendre ici la demonstration que nous avons, d'ailleurs, donné, avec certaines modifications non essentielles, dans notre travail cité [].
D'après ce qui précède, il suffit de montrer que si la fonctionnelle lineare (17) est du degré d'exacitude(pourou 1 ) et est de la forme simple, aucun des coefficientsne peut être différence de zéro et de signe contraire avec le nombre(which is necessarily). Assuming, la propriété est donc equivalente au fait que les inégalitéssont verificieres. Pour la demonstration nous tenons compte du fait que siest une fonction non-concave d'ordre, it is necessary thatne change pas de signe (qu'il soit constantementor constantly). Plus exactement que, sous 1'hypothèse, 1'on ait, for any functionnon-concave order.
10. – Pour la demonstration nous alions distingue trois cas, stivant les valeursbut.
Case 1.We can suppose. et la fonctionnelle linéaire (17) se réduite à . Si , la fonction continue
est mon-négative, se réduit à 1 sur et à 0 sur les autres noeuds. Nous avons done . Il en resulte que , ce qui démontre la propriété.
Cas 2. . Nous pouvons stpposer, sans restreindre la généralité, que tous les mouds soient doubles. Supposons donc que soit pair et . La fonctionnelle lineaire (17) se réduit à . Ire cas on quelques wins on tous les noeuds sont simples est compris dans le précédent comme un cas particulier. Si, par ex., an liew du noeud double , nous avons un noend simple qui coincide avec ce point, il suffit de prendre dans a formule précédente. Alors la dérivée de la fonction sur ce point disparait dans l’expression de .
Il faut maintenant distinguer denx cas, suivant la parité de l’indice du coefficient .
. Soit pair. Alors les noends sont distincts et la fonction continue
est non-décroissante et nous donne . Nous avons done
| (20) | |||
. Soit impair. Alors Si , la fonction continue
est non-décroissante et nous avons . Si , pour suffisamment petit, est aussi et du même signe avec . On en déduit que l’inégalité (20) est vraie aussi pour . .
L’inégalité (20) est donc vraie pour et la propriété est démontrée.
Cas 3. . Nons potvons supposer, sans restreindre la généralité, que tous les noeuds soient triples. Soit donc un multiple de 3 et soient . La fonctionnelle linéaire (17) se réduit à . I.e cas où quelques uns ou tous les noeuds sont doubles ou simples est compris dans le précédent comme un cas particulier. Si par ex., au lieu du noeud triple nous avons un noeud double coincidant avec ce point, il suffit de prendre dans la formule précédente. Alors la
dérivée seconde de la fonction sur ce point disparait dans l’expression de . Si au lieu d’un noend double, nous avons un noeud simple en ce point, il suffit de prendre et de manière que 1 on ait , pour que dans l’expression de disparesse anssi la première dérivée de sur ce point.
Nous allons ici encore distinguer deux cas, suivant les valeurs de l’indice de par rapport au diviseur 3.
. Considérons le pair de cocfficients où est un multiple de 3. Nons avons et la fonction continute
où est non-concave d’ordre 1 et nous avons
On voit que si et est sulfisamment proche de est et a le mêne signe que et si et est suffisamment proché de est et a le même signe que . Il en résulte que
| (21) |
pour .
. Supposons maintenant que soit congru à 1 modulo 3. Alors . Si , la fonction continue
est non concave d’ordre 1 et nous avons
Si , pour suffisamment petit, est et est de même signe avec . Il en résulte que l’inégalité (21.) est vraie aussi pour , . I’inégalité (21) est donc vraie pour et la propriété est démontrée.
11. - La propriété mise en évidence pour et 1 n’est plus vraie pour . Pour dénoutrer cette propriété il suffit de montrer que si et si sont deux nombres positifs suffisamment grands ( ), la fonctionnelle linéaire
(22)
est (de degré d’exactitude et) de la forme simple. En effet, introductions entre les noendsencorenoends, en formant ainsi la suite de noeuds. Des formules de moyenne des différences divisées [3] il resultelle que
wheresont des coefficients positifs, indépendants de la fonction(it). The linear function (22) can therefore be written sous la forme
oh. The property results from the fact that there is no indexfor which the coefficientssoient nuls à la fois (on voit facilement que ceci n'est plus vrai pourwhere).
Enfin rappelons que pour qu'une fonctionnelle linear de la forme (1) ait un degré d'exactitudeet pour qu'elle soit de la forme simple, il faut que les ordres de multiplicitydes noeuds, supposés réduits à leur nombre minimum, soient tous.
III.
-
12.
-
•
Nous allons nous occuper du reste de certaines formulaes drapproximation pour la fonctionnelle linéaire. Ces formulas peuvent être considéraires conme des généralisations de la formule d'interpolation de Lagrange, qui a comme cas particulier la formula de Taylor.
-
•
Soitune fonctionnelle lineare defined sur l'espace(voir Mr. 1). Nous considerons une suite finie ou infinie de points
(23)
distinct on non. We consider a section
(24)
de cette suite et le polynome de Lagrange-Hermitesur ces points et relativet à la fonction. For everythingThis polynomial is a linear function of the form (1). Plus exactly, ce polynome pent être mis sous la forme (1), où lessont des polynomes indépendants de la function, le nombre total des noeuds, distincts ou non, étant égal à).
Nous avons alors la formula d'approximation
| (25) |
whereest le reste de cette formula.
La formula (11) nous donne
*) Il existe des valeurs de(en nombre fini), pour lesques le nowbre minimum des noeuds est plus petit que.
where
| (26) | ||||
| (27) |
The formula (25) is completely characterized by the fact that it is from the form (26), with a restfonctionnelle linear de degree d'exactitude au moins égal à s. En effet, pour tout polynomebut degree, polynomialdoes not reduce to, soevening zero. Alors les coefficients, donnés par la formula (26) sont bien déterminés et, pourgave,is independent of.
Nous supposons, bien entendu, que les conditions d'existence, données au ur. 1, soient verificieres pour la fonctionnelle lineare. Ainsi, les points (24), ou bien les points (23) sils interviennent tous, appartiennent à l'intervale. The divided differences,, existent au sens explicable au nr. 4, etc.
It is clear that if the restest defined, tous les restes précédentssont également des fonctionnelles linéaires defined sur.
Dans ce qui suit nous allons étudier quelques cas où le restede la formule d'approximation (25) est de la forme simple.
13. - Consider a linear functionde la forme (1). Except avis contraire, nous nous occuperons exclusively de fonctionnelles linéaires de cette forme. Le restede la formula (25) est alors de la même forme. Les ordres de multiplicity des noeuds peuvent être pris tous, so yeson peut appliquer le lemme 3 et la fonctionnelle linearest une combinaison lineare de différences divisees d'ordreTo puteffectively sous a forme (17), il suffit d'abord de realizes un numétotage convenable des noeuds de manière que la condition (15) correspondente soit verified.
Pour aller plus loin nous allons distingter les cas où la suite (24) et la suite des noeudsof the linear functionalont on nondes termes commons. Dans a suite nous examinerons senlement les cas où la coincidence a lietu aup plus avec un seuldes nocuds. Soitce noeud, dont l'ordre de multiplicity estand suppose thatsoit un numérotage normal des noeuds de, where. Then (if) aucun terme de la suite (24) ne coincide pas avec l'un des points.
Soitthe smallest among the numberet le nombre des termes de la suite (24) égaux à. Equalitysignifie qu'aucun des termes de la suite (24) ne coincide avec un noeudYes, parmi les points (24) il y en a au moinswhich coincide withLet's designate byle plus petit index tel que la suite(yes)terms) contains at leastequal terms toWe haveyes yeswe can take.
Les noeuds de la fonctionalle linéarepeuvent être écrits dans 1a suite*)Their number is equal toet le numerotage correspondent à cette suite verific la condition (15) (avec) yesIt follows that ifthe linear functionest null identicalnent**). But inequalitya lieu si et seulement si tous les noeudssont confondus avec le meme pointet la sutte (24) contient aut moinsequal terms to.
Dans le cas contraire, doic si out bienor well(in both cases we have), we have the formula
| (28) |
where the coefficientssont indépendants de la function.
We can calculate the coefficientin the following way. Either. Alors, compte tenant de la formula (1), le coefficient dedans le premier membre de (28) est égal àet le même coefficient dans le second membre est ègal àmultiplied by
out
It follows that
En supposani donc que la condition (2) soit verifiée, nous avons.
Il en resultelle que si les hypotheses précédentes sont verificées et si les coefficientssont tous du meme signe, le resteest de degré d'exactitude s et est de la forme simple. Down coefficientde la formula (18) correspondante est égal à.
*) Ira propriété pent ne pas subsister si.
Dans la suite nous supposerous toujours, sauf avis contraire, que pour la fonctionnelle linearecondition (2) is verified.
14. - On obteijn un interessant cas particulier en prenant pourla différence divisiee (4). Pour énoncer la propriété respective, nous allons poser. Doncest le plus petit intervalle fermé qui contient les noends de la fonctionnelle. We then have the
THSORHME 1. - Si soms les hypothèses et les notations prédédentes:les points (24) sond on bien lows, or lows. nows avonsyou are welcomeof. s, the restfrom the approximation formula
(29)
a le degré d'exactilude s ob ost de la forme simple.
Pour la demonstration il suffira de verifier que les coefficientsde la formula (28) correspondante sont tous du méme signe. Nous allons calculer ces coefficients.
Nons allons calculer, en général, les coefficientsof formula (28) forde la forme (1), en supposant que les conditionsthisdu théorème 1 soient verifićes. Pour faire le calcul remarks que nous avons*)
| (30) |
Skicette formule results, en appliquant les formulas (7), (8), par l'identification des parties des expressions detirées de (26) et de (28) et qui contenant seulement les termes correspondents aux noeudsYesla formulae results de la même manière, en identifying les termes qui proviennent des noends.
Frenons naintenant comme fonctionpolynomial
, wherepourthispourssont replaced by 1. Alors le second membre de (30) se réduit àand we get
| (31) | |||
*) Yesit is reduced to.
En revenant au théorème 1, nous avons dans ce caset en tenant account de la formula (8),
| (32) | |||
But the polynomialhas a derivative of ordernegative on the intervalsi les points (24) sont à droite dethisest impaired Dans les autres cas, compatibles avec les hypothèses du thèorème 1 , cette derivée est positive sur (). It results in the coefficientssont positifs si les points (24) sont ou bien à gauche deor to the right ofthisest impair et ils sont négatives si les points ( 24 ) sont à droite dethisis pair. On a supposed. Lorsquewe are in the caseet on voit facilement que la propriété est encore vraie.
Theorem 1 is proven.
Dans le cas du théorème 1, dans les formulas (27) nous avons, done si, on the.
Le théorème 1 generalise some properties of H . D. Kloostermann [1]. On obtienen ces properties pour
respectively et si, de plus, nous supposons que la fonctionadmete une dérivée continue d'ordreà l'intérieur du plus petit intervalle contenant les points.
15. - Reprenons la formula (28) et tenons compte des conditions sous lesquences cette formula a été established. Nous pouvons alors trouver une relation simple entre les coefficientsWe have
où la seconde différence divisée se réduit àpour. La formula a un sens, puisque sous les hypotheses signéles,.
En comparant avec la formula (28), nous deduisons,
| (33) | |||
Ces formulas permettent d'énoncer le
THEOREM 2. - Sous les hypothèses sous leslénces on a établi la formula (28) el si:Let's see the points (24)how are you all?there is a valuede s pow laquelle tous les coefficientsare the main signs.
the restde la formula d'approximation (25) est du degré d'exactitudeet est de la forme simple pour.
En effet, sous les conditions du théorène, on voit que si les coefficientssont tous du même signe, les coefficientssont également tous du mème signe.
16. - On peut se demander s'ils existent toujours, pour une fonctionnelle lineare, de la forme (1) par ex., des valeurs defor which the restsoit de la forme simple, on bien si ce reste soit de la forme simple pour un s assez grand? We will give an example to show that the answer is negative.
Soitand let's take the points,In this case we have (),
Compte tenant des results antérieurs,, qui est du degré d'exactitude, n'est pas de la forme simple pour aucune valeur de.
17. - The previous example makes the following property present a certain interest,
THEOREM 3. - Sous les hypotheses sous lesquences a dee dabli la formula (28) et si tous les points (23) sont confondus en un même point n'appartenant pas à lintervale owver (),
down gridest du degré d'exactitude s et est de la forme simple poursufficiently large.
In this case we have(si les points (24) sont à l'extérieur de) you(si les points (24) coincident tous avecor all with). Il suffira de donner la demonstration dans le cas.
So then. Les formulas (33) deviennent ()
| (31) |
Nous allons maintenant choisir les notations de manière que la suitesoit non-décroissante resp. non-croissante suivant querespectively. So the numberssont différents de zéro, du même signe et la suite, de leurs valeurs absolutes est non-décroissante.
From (34) we deduce
| (35) |
where the triangular matrixeveningpower of the triangular matrix
u)
Let's designate bythe symmetrical function, la somme étant étendue aux solutions en entiets non-negatifs de l'équation en, We have
| (36) | |||
-
18.
-
•
Avant d'aller plus loin nous allons establisher un lemme qui présente un intérêt, independent of the application que nons lui donnons ici,
-
•
Lemma 6. - Si tes nombres non-néganifssond compris dans l'iniervalle, we do not tolerate inequality
| (37) |
l'gählé dani waie si el senlement si ou bien, ordows les wombressone éganex.
La propriété est innádiate pourand forthis.
Suppose thatne soient pas tous nuls. Alors on a nécessairement. We have
oil
.
But the derivativeof polynomialgood evening, qui cst positive sur lindervalle. The result is that the poíynome considered est convexe d'ordre. I'inégalité (37) results immediately.
The case of equality is easy to study.
e lenume a est donc démantado.
Je nombre () is precisely the name of the terms of the symmetric function
Skiqui est le cas qui nous interesse tout particuliérement dans la demonstration du théorem 3, nous powvons déduiré concore une inégalité remarquable. Dans ce cas nots avons
.
Si nous ajoutons membre à membre ces inégalités, nous déduisons,
| (38) |
-
19.
-
•
Revenons à la dénonstration du théorème 3. Compte tenant de (36) et de de (38), nous déduisons
-
•
| (39) |
et de 1a formule (36) nous obtenous
Nous remarquons maintenant que :the sums….- 1 are different from zero and from the same sign,down quotientest nne moyenne arithmetic ponderée des nombres. Ces nombres restent compris entre deux nombres fixed, indépendants debetweenthis,
*) L'inégalité (07) peut aussi s'éctire sons la forme d'une fnégalité entre deux valeurs noyemes.
est différence de zéro, sous les hypothèses du théorème 3 (voir nr. 13). But (39) il resultetre donc que, pour
all the numberssont différents de zéro et du même signe (leur signe est celui de).
Le théorème 3 est ainsi démantante pour. Pour(in this case)), the demonstration se fait d'une façon tout à fait anaiogue, en nous basant sur les formules ( 33 ) pour.
Theorem 3 is proven.
20. - Pont domer nut exemple prenous la fonctionnelle linéaire
qui est le reste de la formula de quadrature de Hardy [2]
applied to the function.
est du degré d'exactitude 6 , mais n'est pas de la forme simple [7]. Si nous considerons le développement taylorien
en vertu du théorème 3 , le resteest clu degré d'exactitude s et est de la forme simple pour s assez grand.
We have in this case,. Nous pouvons appliquer les formulas (31) et nous trouvons
A l'aide de ces formulas on peut calculer les coefficients, doing, en tenant compte du fait quea le degré d'exactitude 6 et en calculant les nombres
Pour calculer les coefficientspour, on applique les formulas de récurrence (33) qui deviennent ici
Il suffit de faire les calculus jusqu'à la valeur 13 deet nous trouvons les valeurs des coefficientsincluded in the table
| 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 19828.8 | 174960 | 1108792.8 | 3888777.6 | -19594484.2 |
| 4 | 18273.6 | 155131.2 | 933832.8 | 2779984.8 | -23483260.8 |
| 5 | 50349.6 | 4111572.8 | 2336104.8 | 5538456 | -78789736.8 |
| 6 | 37519.2 | 259524 | 1104386.4 | -1469858.4 | -95405104.8 |
| 7 | 44064 | 244944 | 543024 | -7971696 | -151659216 |
| 8 | 18144 | 24624 | -681696 | -10686816 | -111800736 |
| 9 | 988.8 | -79315.2 | -965770.2 | -8734003.2 | -70439987.2 |
| 10 | -13608 | -81648 | -489888 | -2939328 | -17635988 |
On voit que le reste est de la forme simple pour.
BIBLIOGRAPHY:
[1] Kloostermann, HD Derivatives and finite differences. Duke Math, Journat, 17, 109-186 (1950).
[3] Popovieiu, T., Introduction à la théorie des différences divisees, Bull. Math, de la Soc. Roumaine des sc., 42, 65-78 (1940).
[4] - Asupra formed restului in ande formula de aprotimare ale analizer. Lacr. Ses. Gen, ştiittifice, Acad. RPR, 183-185, 1950.
[5] - Asupra restudui an whele forwale de deriouse numerica. Studii si Cerc. Mat., III, 53-122 (1952).
[6] - On continuous figural home appliance life. Honey. Can. Acad., II dept. Commun., IV, 353-356 (1954).
[7] - Sw le reste dans cerlaines formales lindaires d'approximation de l'anadyse. Mathematica, 1 (24), 95-142 (1959).
Reçu 1e 28. XI. 1959
- 4.
