Abstract
Autori
T. Popoviciu
Institutul de Calcul
Cuvinte cheie
Citați articolul în forma
T. Popoviciu, Diferenţe divizate şi derivate, Stud. Cerc. Mat. (Cluj), 11 (1960) no. 1, pp. 119-145 (in Romanian).
Despre acest articol
Journal
Studii şi cercetări matematice
Publisher Name
Academia Republicii S.R.
Print ISSN
Not available yet.
Online ISSN
Not available yet.
Nota: articolul este o republicare a articolului T. Popoviciu, Différences divisées et dérivés, Mathematica (Cluj), 1(24) (1959) no. 2, pp. 297-319 (in French)
un articol cu titlu similar, in rusa (varianta scurta?): T. Popoviciu, Razdelemâe raznosti i proizvodnâe, Biul naucn. informaţii, no. 2, 1961, pp. 85-87 (in Russian).
Google Scholar Profile
??
Lucrare in format HTML
DIFERENȚE DIVIZATE ȘI DERIVATE
-
1.
-
•
eu sunto funcțională liniară, deci aditivă și bonogenă, definită pe un spațiu vectorialde funcții, numere reale, din variabile reale, definită și continuă pe un intervalVom desemna par a l'extreme gatche et parcapătul din dreapta al intervalului I. În cele ce urmează vom presupune întotdeauna că elementele luiverificăm toate proprietățile de diferențiabilitate necesare pentru ca funcționalele liniare considerate să aibă sens. Vom presupune întotdeauna căconține toate polinoamele. Presupunem întotdeauna că.
-
•
Toate funcționalele liniareîntr-o oarecare măsurăexactitate bine determinată. Ce grad de exactitate are întregul număr, sau numărul impropriucaracterizat prin proprietatea:
și2
.iși dacă cel puțin unul dintre numereeste diferit de zero.
i
În casăiGradul de precizie este finit. Acest caz apare dacă și numai dacăeste diferit de zero pe cel puțin un polinom. În cazul, gradul de precizie este infinit și atuncieste nulă pe orice polinom.
Pentru o funcțională liniarăfie nul pe orice polinom de grad, este necesar și suficient ca gradul său de precizie să fie egal cucel puțin (presupunem întotdeauna căUn polinom de gradla est de formular, coeficiențiifiind: orice numere reale. Și au un coeficient mai mareOrientulSe spune că polinomul are grad efectiv9.
- Ne vom concentra, în special, pe funcționale liniarecare sunt egale cu o combinație liniară a valorilor, pe un număr finit de puncte, ale funcțieiși un număr finit de derivate ale sale de diferite ordine. O astfel de funcțională liniară este din formele
(1)
ou,li se dau numere naturale,,puncte distincte ale intervaluluii,numere independente de funcțiePunctelesunt nodurile și numerelesunt coeficienții funcționalei liniare (1).
În expresia (1) și relativ la nodinclude valorile funcției și ale acesteiaderivate prime, prin urmare din prima saderivate dacă suntem de acord că funcția însăși este propria sa derivată de ordinul 0, în acest punct. Din acest motiv, suntem de acord că însunt confuzinoduri. Apoieste ordinul de multiplicitate al nodului(este un nod simplu și, dublu șietc.). Putem spune, de asemenea, căeste un nod de ordinede multiplicitate. În acest fel, numărul total de noduri, distincte sau nu (deci fiecare nod contează cu ordinul său de multiplicitate), este egal cuNumerotează-leOrientulși este egal cudacă și numai dacă toate nodurile sunt simple.
cadavruNodurile, simple sau nu, pot fi desemnate prinPrintre aceste puncte, exactcoincident cuPentruÎn acest fel, am numerotat o anumită permutare a nodurilor. În principiu, permutarea și, prin urmare, numerotarea nodurilor este arbitrară. Cu toate acestea, există anumite sisteme de numerotare privilegiate, pe care le vom numi sisteme de numerotare normale. Într-un sistem de numerotare normal, pentru toate, THEnoduricare coincid cusunt numerotate cuindici consecutivi. O numerotare normală este, de exemplu,În special, și în continuareeste monotonă (nedescrescătoare sau necrescătoare), numerotarea este normală.
3. - Funcționala zero (identică) peprovine din formele (1), unde toți coeficiențiisunt egale cu 0. Această funcțională liniară are un grad de precizie egal cu
O funcție liniară de forma (1) determină pasul nostru pentru a completa sistemul de noduricu multiplicitățile lor respective. În esență, putem adăuga orice număr finit de noduri fără a modifica funcționala liniară considerabilă. Este suficient să demonstrăm această proprietate pentru un singur nod.adăugate la cele anterioare. Deci putem adăuga lafără a-și schimba valorile, termenulicoincide cu noi auctur de noeudsși termenul 0.i.
Să luăm în considerare atunci o funcțională liniară (1) a cărei funcționalitate nu este egală cu zero. Putem presupune, fără a restricționa generalitatea, că
(2)
În acest caz, nodurile sunt reduse la cel mai mic număr al lor deoarece, pe de o parte, dacă condițiile (2) sunt adevărate, putem elimina un anumit număr de noduri fără a modifica funcționalitateaÎn plus
, astfel de ștergeri de noduri nu sunt posibile dacă nu sunt îndeplinite toate condițiile (2). Este ușor de observat cum se poate obține numărul minim de noduri.
Luați în considerare polinoamele de grad
(3)
Apoi*)
care, conform ipotezei (2), sunt toate diferite de zero. Prin urmare, avem Lema
1. - Funcționala liniară (1), unde coeficiențiinu sunt toate zero, are un grad de precizie (finit și) cel mult egal cu.
Rezultă că, dacă funcționala liniară (1) are un grad de precizie mai mare decâteste identic zero.
4. - Dacă funcționala liniară (1) are un grad de exactitate egal cu, se reduce, în afară de un factor diferit de zero, independent de funcție, la diferența împărțită la ordinpenoduridin funcțieAceastă diferență împărțită va fi notată cu
(4)
fără păr
Diferența împărțită este o funcțională liniară de forma (1) determinată complet de condițiile de anulare pe orice polinom de gradulși pentru a reduce la 1 peste polinom.
Diferențele divizate posedă diverse proprietăți și satisfac formule bine cunoscute. Vom reaminti principalele formule care vor fi utilizate ulterior.
Diferența împărțită este simetrică față de nodurile pe unele dintre care este definită. Rezultatul este că în notația (4) numerotarea nodurilor este indiferentă.
Avem relația de recurență
(5)
înseamnă că în același timp le produc la valență și din indice este exclae.
care este relația dintre diferențele împărțite de ordinul 0 și diferențele împărțite de ordinulFormula (5) este valabilă numai cu condiția ca nodurile, sunt distincte, presupunând, desigur, că diferențele divizate arătate în acestea au semnificație.
Dacă toate nodurile unei diferențe divizate de ordinul a coincid cu același punct, această diferență împărțită este egală cuPrin urmare, avem formula
(b)
Avem și formula pentru descompunere
(7)
ceea ce este valid cu condiția ca niciunul dintre nodurinu coincid cu unul dintre noduri.
Avem și formula de traducere
(8)
Formulele anterioare vă permit să găsiți coeficiențiidin diferența împărțită (1),
| (9) |
Dacă ne pozăm
oueste polinomul (3), aplicând corespunzător, și de mai multe ori dacă este necesar, formulele (6), (7), 11011, deducem
Am făcut
Noi avem, în special.
Vedem că, în cazul diferenței împărțite (4), condițiile (2) sunt îndeplinite. Rezultatul este că, în cazul diferenței împărțite, notația (4) stabilește cu precizie sistemul de noduri cu numărul minim.
5. - Notăm cu, polinoamele termite Lagrange relative la funcțieși pe noduriAcesta este polinomul (unic)prin gradcine verifică egalitatea
| (10) |
Avem*)
(11)
Din (10) rezultă că
(12)
ct, ținând cont de prima formulă (11),
| (13) |
ou
Dacă funcționala jineare considerată are un grad de precizie mai mic sau egal cu() avemși reciprocitate. Dacă are un grad de precizie egal cuavem, în plus,și invers. Această proprietate poate fi enunțată sub forma
Același 2. - Pentru ca funcționala liniară (1) să aibă un grad de precizie cel puțin egal cu, este necesar și suficient ca în exprimarea sa în forma (13) Zon să aibăPentru ca gradul de exactitate
atitudinea este exact egală cuEste necesar și suficient ca, în plus, să existe6.
- Rezultatul anterior este valabil pentru orice numerotare a nodurilor.
Acum să presupunem că următoarele(deci numerotarea respectivă) a nodurilor are proprietatea că dacăsunt indici,
| (15) |
Aplicarea formulelor (6) la diferențele împărțite , (şi), atunci când este necesar, chiar și de mai multe ori (dacă), deducem formulele (),
| (16) | |||
unde coeficienții, dată de (14), și coeficiențiisunt independente de funcție.
Putem apoi enunța
Lema 3. - Pentru ca funcționala liniară (1) să aibă un grad de exactitate cel puțin egal cu(făcut astfel încât să fie zero pe politomul tău de grad))fals și este suficient care sol dintre forme
| (17) |
oh, Doamnesonda coeficienților independenți de funcție.
Astfel încât, în aceleași condiții, gradul de exachiludie este egal cuÎn plus, este necesar și suficient să existe.
Condiția este necesară. Într-adevăr, pe de o parte, sub ipotezele lemei, putem găsi o numerotare a nodurilor astfel încât condițiile (15) să fie verificate. O astfel de numerotare este, de exemplu, orice numerotare normală*). Pe de altă parte, atunci din formulele (16) rezultă din formulele (17).
Această condiție este suficientă. Într-adevăr, orice diferență împărțită la ordineste gradul de precizie, prin urmare se anulează pe orice polinom de gradulPrin urmare, același lucru este valabil și pentru orice combinație liniară a unor astfel de diferențe divizate.
Suficiența ultimei condiții a lemei rezultă din formulele.
stareLema este esențială. Dacă această condiție nu este îndeplinită, este posibil să nu existe o relație din formele (17). Acest lucru rezultă ușor din faptul că, dacă nodurile unei funcționale liniare de forma (17) sunt reduse la numărul lor minim, printre aceste noduri nu există niciunul care să aibă un ordin de multiplicitate.Apropo, și, nu există o numerotare care să verifice proprietatea (5).
II.
-
7.
-
•
Vom reaminti conceptul de funcționale liniare din forme simple. Funcționale liniare, definită în spațiuse spune din forme simple că există un număr întregca, pentru proști, am spus noi
-
•
| (18) |
oueste un coeficient diferit de 0 și independent de funcțieși eiDragostepuncte distincte ale intervaluluișichiar și din intervalul respectivși care, în general, poate depinde de funcțiaFaptul că, pentru, punctelepoate fi ales în intervalulrezultă din proprietățile mediei diferențelor împărțite [6]. În acest caz, gradul de precizie aleste în mod necesar egal cuRezultă că, dacă o funcțională liniară este de formă simplă, ea este de această formă pentru o singură valoare aExistă o proprietate importantă care caracterizează trăsăturile funcționale ale formelor simple [4] și care poate fi enunțată sub forma:
Lema 4. - Pentru funcționala liniarăfie din forme simple, este necesar și suficient să existe un număr întregcum se spunepentru orice, ordine convexă.
Proprietatea formelor simple este, prin urmare, foarte intim legată de noțiunea de funcții convexe de ordin superior.
O funcție definită pese numește ordine convexăși toate diferențele sale împărțite după ordinegrinoduri distincte (aparținând) sunt pozitive. Se spune că funcția este neconcavă de ordin(surprinde)) și toate diferențele sale împărțite după ordineîn puncte distincte (sau nu) sunt nenegative. O funcție convexă de ordineste o funcție de ordine neconcavăspecial.
Le numerotez.din lema 4 este cel care apare în formula corespunzătoare (18). Coeficientuldin această formulă este egală cusau la
oueste un polinom de orice gradcu coeficientul plus haut egal cu 1.
Dacă funcționala liniarăprovine din forme simple și funcțiaare o derivată de ordin(Pentru)) în interiorul intervalului, avem
| (19) |
oueste un coeficient independent de funcție(egală și cu cea care apare în formula (18)) șiun punct deși, chiar și din interior, și care depinde, în general, de funcția.
Ne aflăm într-un caz clasic binecunoscut dacăEi continuă să danseze după formulele lui Taylor. Formula (19) este atunci forma clasică a restului dat de Lagrange.
B. - Vom reaminti câteva proprietăți ale funcțiilor convexe de ordin superior. Orice funcție convexă de ordingrieste continuă în interiorulși daare un derivat de conținut al ordiniiîn interiorulȘi la derivată, prin ordin, există, cu condițiagrieste necesar și suficient pentru ca funcția să nu fie concavă de ordinegriAceastă condiție este necesară doar și condițiagrieste suficient doar pentru funcțiasă fie convexă în ordinegriigriși dacă nu există un sunet de interval diferit de zerope carenici o problemă,este convexă în ordineape I. În special avem
Lema 5. - Pentru un polinomgrad efectivsol convex de ordingri, este necesar și suficient ca unulgri.
Condiția este suficientă deoarece derivata de ordinunui polinom de grad efectivnu este identic zero, prin urmare poate fi zero doar peste un număr finit () de puncte. Această derivată nu poate fi identică zero pe niciun subinterval de lungime pozitivă. Un polinom de grad efectiveste un polinom de gradcare nu se reduce (pe un interval de lungime pozitivă) la un polinom de grad.
Convexitatea de ordinul -1 este echivalentă cu pozitivitatea, iar neconcavitatea de ordinul -1 cu nenegativitatea funcției. Convexitatea de ordinul 0 este echivalentă cu creșterea, iar neconcavitatea de ordinul 0 cu nedescreșterea funcției.
9. - O funcție convexă de ordinulse bucură de proprietatea că orice diferență împărțită prin ordinea acestei funcții penoduri care nu sunt toate coincidente, este pozitiv, cu condiția, desigur, ca această diferență divizată să existe*)
Se consideră o funcție liniară din formele (17). Având în vedere lema 4, rezultă că dacă toți coeficienții,Dragoste, sau toate suntși dacă există cel puțin unul
coeficientdiferit de zero pentru care nodurilea diferenței împărțite corespunzătoare nu sunt toate confundate, atunci funcționala liniară (17) este de gradul de precizieși are forma simplă.
Condiția ca coeficiențiiFaptul că are același semn nu este, în general, necesar pentru ca funcționala liniară (17) să aibă gradul de precizieși să fie de formă simplă.
Să presupunem acum căși că ordinele de multiplicitate ale nodurilor distincte sunt-t 2. Conform unor rezultate deja obținute [5], rezultă că sisau 1, condiția ca toți coeficiențiidin funcțiile liniare au același semn și există cel puțin unapentru careși nodurilecă nu sunt toate confundate, este necesar și suficient pentru ca funcționala liniară considerabilă să aibă gradul de precizieși din forme simple. Desigur, pentru, ultima condiție, prin urmare, este caa nu se confunda cu a nu poseda. Vom repeta aici demonstrația pe care am dat-o, de altfel, cu anumite modificări neesențiale, în lucrarea noastră citată [].
Din cele de mai sus, este suficient să se demonstreze că, dacă funcționala liniară (17) are gradul de exactitate(Pentru)sau 1) și este din forme simple, niciunul dintre coeficienținu poate fi diferența dintre zero și de semn opus cu numărul(ceea ce este în mod necesar). PresupunândPrin urmare, proprietatea este echivalentă cu faptul că inegalitățilesunt verificate. Pentru demonstrație luăm în considerare faptul că dacăeste o funcție de ordine neconcavă, este necesar canu își schimbă semnul (că este constantsau în mod constantMai precis, că, sub ipoteza, am spus noi, pentru orice funcțieordine non-concavă10.
– Pentru demonstrație vom distinge trei cazuri, în funcție de valorilede.
Cazul 1.Putem presupune.iar funcționala liniară (17) se reduce lai, funcția continuă
este mon-negativ, se reduce la 1 dinși 0 pe celelalte noduri. Prin urmare, avemRezultă că, ceea ce demonstrează proprietatea.
Cazul 2.Putem stipula, fără a restricționa generalitatea, că toate stările de spirit sunt duble. Să presupunem, așadar, căfie chiar șiFuncțiile liniare (17) se reduc laPrimul caz, în care apar unele victorii și toate nodurile sunt simple, este inclus în cazul precedent ca un caz special. Și, de exemplu, un nod dublu, avem un nod simplu care coincide cu acest punct, trebuie doar să luămdansul formulei anterioare. Apoi derivata funcțieiîn acest punct dispare în exprimarea.
Trebuie acum să distingem între două cazuri, în funcție de paritatea indiceluicoeficientul.
Eu suntpereche. Apoi nodurilesunt distincteși funcția continuă
nu descrește și ne oferăAm făcut.
| (20) | |||
Eu suntciudat. Apoii, funcția continuă
nu este descrescător și avemi, pentrusuficient de mic,este, de asemeneași de același semn cuDeducem că inegalitatea (20) este valabilă și pentru..
Prin urmare, inegalitatea (20) este adevărată pentruși proprietatea este demonstrată.
Cazul 3.Putem presupune, fără a restricționa generalitatea, că toate nodurile sunt triple. Vinun multiplu de 3 și sîntFuncționala liniară (17) se reduce laCazul în care unele sau toate nodurile sunt duble sau simple este inclus în cazul precedent ca un caz special. Și, de exemplu, în loc de nodul tripluavem un nod dublu care coincide cu acest punct, luați pur și simpludansează la formula anterioară. Apoi
derivata a doua a funcțieiîn acest punct dispare în exprimareaDacă în loc de un nod dublu avem un nod simplu în acest moment, luăm pur și simpluiîn felul în care am spus, astfel încât în ​​exprimareadispariția anssi prima derivată dinasupra acestui punct.
Și aici vom distinge între două cazuri, în funcție de valorile indicelui.decomparativ cu divizorul 3.
Luați în considerare perechea de coeficiențioueste un multiplu de 3. Avemși funcția continuă
oueste neconcavă de ordinul 1 și avem
Vedem că dacăieste suficient de aproape deOrientulși în același timp semnează căși daieste suficient de aproape deOrientulși are același semn caRezultă că
| (21) |
Pentru.
Să presupunem acum căfie congruent cu 1 modulo 3. Atuncii, funcția continuă
este neconcavă de ordinul 1 și avem
i, pentru suficient de mici,Orientulși este de același semn cuRezultă că inegalitatea (21.) este adevărată și pentru,Prin urmare, inegalitatea (21) este adevărată pentruși proprietatea este demonstrată.
11. - Proprietatea demonstrată pentruși 1 nu mai este adevărat pentruPentru a descifra această proprietate, este suficient să demonstrăm că dacăși dasunt două numere pozitive suficient de mari (), la funcții liniare
(22)
este (de gradul de precizie)și) din forme simple. Într-adevăr, să introducem între noduriDin nounoduri, formând astfel secvența de noduri. Des formulaes de moyenne des différences divisees [3] il resultet que
eggthere are positive coefficients, independent of the function(and). La fonctionnelle lineare (22) peut donc s'écrire sous la forme
egg. 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 pouregg).
Enfin rappelons que pour qu'une fonctionnelle linear de la forme (1) ait un degré d'exactitudeet pour qu'elle soit from simple forms, 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 lineare. Ces formules peuvent être considerés conme des généralisations de la formulae d'interpolation de Lagrange, qui a comme cas particulier la formulae de Taylor.
-
•
I amune fonctionnelle lineare defined sur l'espace(voir ur. 1). Nous considerons une suite finie ou infinie de points
(23)
distinguished on non. We consider a section
(24)
de cette suite et le polynome de Lagrange-Hermitesur ces points et relative à la fonction. For everythingwhat polynomial is a linear function from the forms (1). Plus exactement, ce polynome pent être mis sous la forme (1), où lesare polynomials independent of the function, le nombre total des noeuds, distincts ou non, étant égal à).
Nous avons alors la formulas d'approximation
| (25) |
eggest le reste de cette formulas.
In formulas (11) nous donne
*) Il existe des valeurs de(in nombre fini), pour les que le nowbre minimum des noeuds est plus petit que.
where
| (26) | ||||
| (27) |
Formula (25) is completely characterized by the fact that it is from form (26), with a remainderfonctionnelle linéaire de degré d'exactitude au moins égal à s. En effet, pour tout polynomeby degree, the polynomialsreduces to, thereforeis null. So the coefficients, donnés par la formulas (26) sont bien déterminés et, pourgiven,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, appartienten à l’intervale. The divided differences,, existing have explained meaning have no. 4, etc.
It is clear that if the restis defined, tous les restes précédentssont également des fonctionnelles linéaires defined sur.
Dans ce qui suit nous allons étudier quelques cas où le restefrom approximation formulas (25) is from simple forms.
13. - Consider a linear functionfrom forms (1). Unless avis contraire, nous nous occuperons exclusively de fonctionnelles linéaires de cette forme. They have it leftfrom formulas (25) est alors de la même forme. Les ordres de multiplicity des noeuds peuvent être pris tous, so ifon 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 to realize a convenient numétotage 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. I amwhat a mess, dont l'ordre de multiplicity estand suppose thatsoit un numérotage normal des noeuds de, where. Then (and) aucun terme de la suite (24) does not coincide pas avec l'un des points.
I amthe smallest among the numberet le nombre des terms de la suite (24) égaux àEqualitysignifie qu'aucun des termes de la suite (24) ne coincident avec un neudi, parmi les points (24) il y en a au moinswhich coincide withLet's designate byle plus petit index tel que la suite(havingterms) contains at leastequal terms toWe haveand yeswe can take.
Les noeuds de la fonctionalle linéearepeuvent être écrits dans 1a suite*)Their number is equal toet le numerotage correspondent à cette suite check condition (15) (avec) andIt follows that ifthe linear functionis null identical**). Mais l'inégalitéa 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 coefficientsthey are independent of function.
Nous pouvons calculer le coefficientin the following manner. Either. Alors, compte tenant de la formulas (1), le coefficient dedans le premier membre de (28) est égal àet le même coefficient dans le second member est ègal àmultiplied by
out
It follows that
En supposani donc que la condition (2) soit verifiée, nous avons.
The result is that the previous hypotheses are verified and the coefficients are verifiedsont tous du meme signe, le resteest de degré d'exactitude s et est from simple forms. Le coefficientfrom the corresponding formulas (18) 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 obtains an interesting case particulier en prenant pourla différence divisee (4). Pour énoncer la propriété respective, nous allons poserSoest le plus petit intervalle fermé qui contient les noends de la fonctionnelle. We then have the
THSORHME 1. - And soms les hypothèses et les notations prédédentes:les points (24) sond on bien lows, or lows. nows avonsegg beaterof.s, the restfrom approximation formulas
(29)
a le degré d'exactilude s ob ost from simple forms.
Pour la demonstration il suffira de verifier que les coefficientsfrom the corresponding formulas (28) sont tous du méme signe. Nous allons calculator ces coefficients.
Nons allons calculer, en général, les coefficientsfrom formula (28) forfrom forms (1), en supposant que les conditionsidu théorème 1 soient verificês. Pour faire le calcul remarquons que nous avons*)
| (30) |
icette formulae results, en appliquant les formulaes (7), (8), par l'identification des parties des expressions dederived from (26) and (28) and which contain seulement the terms corresponding to the nodesithe formulas result from the same manner, identifying the terms that come from the noends.
Frenons naintenant comme fonctionthe polynomials
, wherepouripourssont replaced by 1. Then the second member of (30) is reduced toand we get
| (31) | |||
*) Yesit comes down to.
En revenant au théorème 1, nous avons dans ce caset en tenant compte from formulas (8),
| (32) | |||
But the polynomialhas a derivative of ordernegative on the intervaland the points (24) are to the right ofiis odd Dans les autres cas, compatibles avec les hypothèses du thèorème 1 , cette derivée est positive sur (). The result is that the coefficientsthey are positive and the points (24) are ou bien à gauche deor to the right ofiest odd et ils sont négatives si les points ( 24 ) sont à droite deiis even. It is supposedWhenwe are in the caseet on voit facilement que la propriété est encore vraie.
Theorem 1 is therefore proven.
Dans le cas du théorème 1, dans les formules (27) nous avons, yes and, we have.
Theorem 1 generalizes certain properties of H. D. Kloostermann [1]. On obtainen ces properties pour
respectively et si, de plus, nous supposons que la fonctionadmits une dérivée continuous d'ordreà l'intérieur du plus petit intervalle contenant les points.
15. - Reprenons la formulae (28) et tenons compte des conditions sous lesquences cette formulae a été established. We can then find a simple relationship between the coefficientsWe have
où la seconde différence divisée se réduit àpour. In formulas of one meaning, puisque sous les hypothès signalées,.
En comparant avec la formulae (28), nous déduisons,
| (33) | |||
Ces formules permettent d'énoncer le
THEOREM 2. - Sous les hypothèses sous lesquences on a établi la formulas (28) he also:Let's see the points (24)how are you all?there is a valuede s pow laquelle tous les coefficientsare the main sign.
the restfrom formulae d'approximation (25) est du degré d'exactitudeet est from simple forms 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, from forms (1) e.g., 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? Nous donnerons un exemple pour montrer que la réponse est negative.
I amand let's take the points,In this case we have (),
Accounting for previous results,, qui est du degree 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 hypothèses sous lesquences a dée double la formulas (28) et si tous les points (23) sont confondus en un même point n'appertenant pas à lintervalle owver (),
I leave themest du degré d'exactitude s et est de la forme simple pourlarge enough.
In this case we have(and the points (24) are outside of) egg(and les points (24) coincident tous avecor all with). Il suffira de donner la demonstration dans le cas.
So be it.. The formulas (33) become ()
| (31) |
Nous allons maintenant choisir les notations de manière que la suitesoit non-décroissante resp. non-croissante suivant querespectively.. So the numbersthey are different from zero, du même sign et la suite, de leurs valeurs absolute est non-décroissante.
From (34) we deduce
| (35) |
where the triangular matrixis atpuissance de la matrix triangulaire
u)
Let's designate bythe symmetrical function, la somme étant étendue aux solutions en entiets non-négatifs de l'équation en, We have
| (36) | |||
-
18.
-
•
Avant d'aller plus loin nous allons establiar un lemme qui présente un interêtre, regardless of the application que nons lui donnons ici,
-
•
Lemme 6. – Si tes nombres non-néganifssond compris dans l'iniervalle, we are not talking about inequality
| (37) |
l'gählé dani waie and he senlement and ou bien, ordows les wombressound equal.
La propriété est innádiate pourand fori.
Let's suppose thatne soient pas tous nuls. Alors on a nécessairementWe have
of oil
But
the derivativeof the polynomialis equal, qui cst positive sur lindervalle. The result is that the poíynome considered is convexe d'ordre. I'inégalité (37) follows immediately.
Le cas de l'égalité est facile à étudier.
e lenume a est donc demonstrated.
Je nombre () est precisely le nombre des termes de la fonction symetrique
iqui est le cas qui nous interesse tout particulierement 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 (38), nous déduisons
-
•
| (39) |
et de 1a formulas (36) nous obtenous
Nous remarquons maintenant que :the sums….- 1 are different from zero and of the same sign,the quotientest nne moyenne arithmetic ponderée des nombres. Ces nombres resten compris entre deux nombres fixedes, indépendant deenteri,
*) L'inégalité (07) peut aussi s'éctire sons la forme d'une fnégalité entre deux valeurs noyemes.
is different from zero, sous les hypothèses du théorème 3 (voir no. 13). From (39) it results donc que, pour
all the numberssont différents de zéro et du même signe (their sign is that of).
Le théorème 3 est ainsi démantée pour. Pour(dance in what house)), the demonstration se fait d'une façon tout à fait anaiogue, en nous basant sur les formules ( 33 ) pour.
Le théorème 3 is therefore proven.
20. - Pont domer nut examples prenous la fonctionnelle lineare
qui est le reste from Hardy's quadrature formulas [2]
applied to the function.
est du degré d'exactitude 6, mais n'est pas de la simple forms [7]. And nous considerons le développement Taylorien
en vertu du théorème 3, they remainest 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 degree d'exactitude 6 et en calculant les nombres
Pour calculator les coefficientspour, on applique les formules de réccurence (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, Journal, 17, 109-186 (1950).
[3] Popovieiu, T., Introduction to the theory of divided differences, Bull. Math, from Soc. Roumaine des sc., 42, 65-78 (1940).
[4] - Formed above the rest where are the approximation formulas of the analyzer. Lacr. session Gen, stiittifice, Acad. RPR, 183-185, 1950.
[5] - On restudui an whele forwale deriouse numericala. Studies and Circle. Mat., III, 53-122 (1952).
[6] - Folylonos figguényes hözépérpéklélétéröl. Magic. Tud. Akad., II öst. közlem., IV, 353-356 (1954).
[7] - Sw le reste dans cerlaines formales lindaires d'approximation de l'anadyse. Mathematica, 1 (24), 95-142 (1959).
Received 1e 28. XI. 1959.
- 4.
