Da thi^c x8p xi tong qu5t Q(x) cua ham trUM tuvng Ax Cac da thí^c nay co dgng chung l a :

Một phần của tài liệu Một số các phương pháp nội suy để giải phương trình toán tử và các ứng dụng của chúng (Trang 45)

L oa £B^ , , P J 1 Cl

da thi^c x8p xi tong qu5t Q(x) cua ham trUM tuvng Ax Cac da thí^c nay co dgng chung l a :

thí^c nay co dgng chung l a :

QCx) == ^o y^o(x) > Ol f^U) + . . . + Cn"/^n ( ^ ) . trong do cac ham f±(x) co dging : trong do cac ham f±(x) co dging :

1/^^(x) = y ^ ( x ) ^^^(x) . . . ^ i ( x ) , ( i - o , n )

con ^'(^Cx), ^ ^ ( x ) , . . . , ^\^x) l a h | hâi x a c ^inh t r o n g khSng

g i a n dang khao o a t , co n i a n g i a t r i cung t h u ^ c voo khong g i a n

dọ Cac he GO C^, Q^ , . . . , C^ se du^'c x a c dinh t u y t h e o t > n g phittíns phojj c\i the*

•Csc phi^ông phap dU(^c khao s a t t r o n g chiitmg nay l a dgng

t o n g q u a t cíio n g t v a i phuang phap du^c khao s a t t r o n g cnỉóng I va n g t s5 k 6 t qu^ cua t a c g i a k h a c du^c coi nhú nhúng trú»6?ng

hg^ d|ic b i ^ t .

§ ! • ^^IGt v a i k h a i nịe-n ve t y s a i phan suy ronf; toni^ c u a t cho t o a n tu" va cou^ thirc ngi suy Iliu^tôn ST^T rpnR*

Tiong phSn nay t a se xay d^'ng k h a i n i ^ n ve t y s a l phan

euy rgng t o n g q u a t cho t o a n vụ

Xet ham t n r u t'J'g'ng Ax, ham nay chuyen khong g i a n dinh chuan X vao khong g i a n djnh chudn X.

Ky h i ^ u c6c khong g i a n cua nhỉng t o a n tir t\xy6n t i n h X vao Y l a /fX -> I J .

I^ýng h0 ham ^ Q ^ ^ ^ ' /1 ^^^ »• • • > 7 k - 1 ^^^ ' t r o n g do

^ j ( x ) l a c a c Snh x§ b i e n X vao chinh n o .

TJC dem g i a n , t a ky h i p u ' i =" / C'[ o» * • •» 1 k - 1 ^ ' Í-^'óng t\^ nhir chutmg I , t a thanh l ^ p khong g i a n t i c h :

S2 = X.X ( t i c h B§ C5c)

3z = X . X . X . , . . . , Ev = . ^ • ^ • • • ^ I t r o n g do k l a , . . ^ k i S n

m£)t so tú n h i e n . ' ^ ' ^ " '• '-Xii ':VX\ • • " • • '

PhSn tu cua I^^ ^ ' ^ ^ ^ ^ " ^ ^^^^ ^^^ ^ ^ » -^o-^' ^^^

X^ 6 X» ^^ " o*"!)* T'.íÔng t l / , ph9n t^i cua Ệ '^g^c v i e t d b ^

Gia sir t o n t a i lagt coan to* t u y e n t i n h Ăx. , x- ; 'r ) •^1 -^o

chuyen c a c phSn tú cua kh8ng g i a n Eo vao cac p h a n t'*'' cua khong

g i a n ^ X - > I J ' va t h o a Juan d i e u ki^m t

(1.1) ĂXi^^, x^^; f ) U^(^^J = ^^^ " ^^:^^i^-

l o o n v't Ăx^ , Xj » 4 ) dirg'c g g i l a t y s a l phan b^-c nhfit cua

^o ^1

ham trúu tirg^ng Ax 'rng vói h^ han -i dug'c i S y t y l c5c phan ti*?

X. , X. f- X.

^o ^1 ^'

Ihay X. bang mgt ohSn ti^ b S t ky x t ^ J t*? ( 1 . 1 ) t a suy r a t

( 1 . 2 ) Ax = Ax. + Ăx, X. \ Cf ) 4 \ ( x ) .

^•o ^ 0 ' ^^-0

C6ng thiJc ( 1 . 2 ) l a cong thu^c n g i suy F i u - t c ^ co p h a n du cua ham t t i ) u t i r g ^ Ax 6ns vói ^^ ] » duVc i S y t ^ l c a c p h a n tiJ

X , X. *^ X .

Gia sir tBn t j i mgt t o a n tú song tuySn t i n h

Ăx. , X- , X. ; -^ )i t r o n g do x. ^ X, ( j = o T S ) , ch\Tycn

2 - ^ 1 - ^ 0 0

c a c phSn tu* cua khong g i a n .^- vao cac phSn tu cua khong g i a n / " X --^ £'X -^IJ J va thoa man d i e u k i ^ n :

( 1 . 3 ) A ( x ^ ^ , x^ ; . ) - Ăx^ , 3^ ; 1^ ) =

d o o M

To5n tu Ăxj^ , Xj^ , x^ ; ^ ) so ^--g^c ggi l a ty s a i p h e n b ^ c

h a i ciie ham t r i ' u tirg'ng Ax ifeg vol h^ / duVc i S y t^:! c5c p>^.ln

tó X, tr Xj (d = 0 , 2 ) .

i

Toe dyng C8 h a i ve ( I . J ) l e n W^. (x^. ) t a rVug'c :

' ^0 - 2

( 1 . 4 ) AC^^. , X. ; f ) f . (x. ) - Ăx. . X. ; T ) Y i ( x - : . ) =

•^2 ^o "-0 ^2 ^1 ^o -"o 'cl

= Ăx,^,, X. , X. ; f ) Yi-iC^^^) ^ i (2^ J .

"2 "1 • o ^ o fX

Thay x^^ bDjiig mgt phan tú' b S t ky x ': X va d^i^a vao ( 1 . 1 ) , tủ

( 1 . 4 ) suy !•& ;

( 1 . 5 ) Ax ^ Ax. I- /i(x,. , X. ; V- ) ^ ^ (-0 + ^ o ^ 1 ^o ^ ^0

+ Ăx, X. , X. 5 ^ ) -^ (x) ^ - ( x ) . ^ 1 -^o ^ -^1 ' -^o

G6ng th^o ( 1 . 5 ) l a coiog thil'c n g i crj^'- ITiu-tc;n sviy r j n g CO phSn du cua ham tru*u tu^g^'^ Ax uns vói hy han j duVc I 3 y

t ^ i cSc phl^ii tiV X, ^ ^ . c ^> ^^ " o ' / f ) .

Hoon t o a n tutmg t ^ , t a co t h e d i n h n^^la cho t y s a i

p h a n bf c k : ( 1 . 6 ) Ăx^ , x^ » • • • , X- , XJ ? V ) - A ( x ^ . , . . . . x . , x ; O ^ k ^ k - 5 ^1 ^ o ' -^k-1 ^1 % ^ = Ăx, , x^ , . . . , X, , x^ ; / ) t i ^^ ^' ^k ^ k - 1 -1 - o ^ ^ hc-1 ^ k Lan l i ^ t t a c f?§ng ca h a i ve ( 1 . 6 ) l e n ({A C^^i ) 4^' ( x . ) . . . w-'. (r^. ) t a nh^n :

^k k - 2 ^1 -^o ' k - 2 -^k o k

- A ( x , ^ . . . X, , X. ; (f ) ( f , (X,, ) . . . ' f i ( ^ i > =

-^k - 1 "' I o k - 2 i-: o k

- Ăx. , . . . , X. , X ; t ^ ) ^ , / - i . ^ • • - ^ 1 <^i^^- Thay x^, beng mgt phan t*? b ? t ky x ^ X va d^a vao cac cong th'j'c ( 1 . 1 ) - ( 1 . 4 ) , tir ( 1 . 7 ) t a sioy r a t ( 1 . 8 ) Ax = Ax. + Ăx- , X. ; ^ ) Cf. ( x ) -f- ^o 1 o o + Ăx. , X, , X, ; f ) f i (x) ^f, (x) -f "2 - 1 *o H -^0 (x, zc. , . . . , - i » ^ i f ^ ^ 1 , / ^ ^ - " ^ ^ ^^^ ^ k - 1 ^1 ^0 k - 1 -^o + . . . + A

C5ng t^^^c ( 1 . 8 ) l 3 cong tv^u^c n g i suy ITlu-tón co ph^n dỉ cua

ham Ax img v 6 l hf ham ^f t ^ i cac p h a n tú x , x i ^ ^ X

( j - ^TF-T).

I r u - ^ g hgp d$c blC^t, xoSu chgn hg ^±(^0 = x - x^ ( c a c anh xg tpnh ti^n) t h i f^ cac dj-nh n g h i a ( 1 . 1 ) - ( 1 . S ) se suy r a

cac dinh n g h i a ( 1 . 1 ) - ( 1 , 4 ) cua S 1 Chu^c;ng I .

Tỉ(tog t!/ nhu^ § 1 chifc^ng I , co th£ chv?ng minh di^g'c c5c

t y s a l phan t o n g q u a t t^^uy rgng l e dSi xi^ng thoo cac n 5 c x ^ . § 2 . VS mgt vai ohi^nix jh&o n y i suy t;6m: o u a t suy r^nE p i a l .gan dunr: phL^^n^^ t r i n h d l ) vs B\J' hOl t u cue chun/:*

Gia :ji5 phtrcteg t r i n h (1 ) co nghlgm d\xns l a : ^ , x * ^ ^ ^ ^

uOi = i X : 11 X - :^lj 4 <r ; ^ l a h?.ng s6 duvng-^. Cho ti-rc'c x^ I s xSp : d ban :*Su -^i gSn x * . x^u dyng cac d^nli ngh'ia ve t y

sẹi phfxn suy rvng tdng q u a t cWo t o a n t'> da t r i n h bay o- § 1 , t a xSy dv*ng mgt s8 phiiwng phap l^v-p sau đy s

TTgi dun^^ cac PhiTcyn.^ Phap va c6c ^tJẢ^ l y y§ t S c ^g h g i tyị a/ írúông hg^) k = 1 .

Xu3\; p h S t tu p h e n t»> x ^ , t a yS.y d'^Jng ph!ln vJ :

( 2 . 1 ) x ° = x^ f MAx^ , o </M_:^ 1 .

Xet t y s a l phen b g c hex A ( x , x ° , x ^ ; <^ )

(2.2) ACx, X?, x^; f ) f ^ ( x ) f . (x) -

- Ăx, X? ? y ) f . , ( x ) ^ Ăx^, x°5 f ) ^ , ^ ( x ) . D'/a vao ( 1 . 1 ) tú ( 2 . 2 ) suy r e :

( 2 . 5 ) Ax = . ^ + Ăx^, x° ; f ) ^ ^ ( x ) +

+ A ( x , x^^ x ^ ; f ) ^f^(x) ^ ^ ( x ) .

^ a y li*> :

( 2 . 4 ) Ax - Ax^ ^ A ( x ? , x ^ ^ ) ^ , - ( x ) - A ( : : ^ , x ° ; ^. ) ^; , j ( x ° ) + A ( x ? , x ^ ; f ) f ^ ( x ^ ) + Ăx, x ^ . x ^ ( H f ô-^> f 1 ^^^)- J);'a vao ''»-inh n g h i a ( 1 . 1 ) § 1 chu^ông I va ( 1 . 1 ) , tú ( 2 . 4 ) suy r a :

(2.:^) AX = Ax° f A ( x ° , r r ^ i f ) f . , ( x , x ° ) ( x - x « ) v

+ Ăx, >f, x ° ; f ) c^^(x) . i ^ ( r ) . 2h5 nhr-tig s

( 2 . 6 ) i r ^ ^ ( x , x°) - f , , ( x ° , x ° ) 7 (x - x ^ ) = = q ' , ( x , >:^, x°) (x - x ° ) (ỵ - x°) = q ' , ( x , >:^, x°) (x - x ° ) (ỵ - x°) Do do : (2.7) (fA::, x°) (x - x ° ) =^ f . ( 4 , x") 0 . - .:°) > //) / O 0 \ ^ 0> / ON + ^^(^> x^, X ; u^ - X ; vx - : J ^ ; ,

t??ong do 4^1 ^'^o» ^ ' • • • » ^-.^ 1^^ ty oai phan b^c j cua ham ^ i ( x ) . ^ i ( x ) . Thay ( 2 . 7 ) vao (2.5) t a '^(^c : (2.S) Ax = Ax^ f K x ^ , x ^ f ) q^iz:^, x^) (x - x^) + ^- Ăx^, x ^ ^ ) ^f^(x, .:^, x ° ) ( : : - x ^ ) ( x - x ^ ) + + Ăx, x^, x^; f ) ^ ^ ( x ) f , ( x ) . Xap x i Ax bang da th'^c QQ(X) : ( 2 . 9 ) Ax ^ QQ(X) = Ax^ + Ăx^, x^; / ) ; ^ ( x ° , x°) (x - x^) Gia su* ''.^^(x ) - G \*a ton t ? i cac tear, tỉ nghich dao

A" (x^, x^; j ) va •J^Ux?, x ^ ) , tir ( 2 . 9 ) t a suy ra : x'' = x^ -- ^ A ( x ^ ^ x^; 7 ) ^ ; . ( x ? , x^) 7 "^ Ax^ x'' = x^ -- ^ A ( x ^ ^ x^; 7 ) ^ ; . ( x ? , x^) 7 "^ Ax^ C?5ng c u 5 t , nS^-' tr- r^^.t :

r " - * i n ' i ^ - ^ - ---"^ + •T-/ ^•^-^ Tl = o -^ '^

t h i l y luCn hoar, toan túcrig t^' n^-ir t r e n t a as nh^n :

( 2 . 1 1 ) Ax = k'jX' + Ăx^, x ^ f ) ^\(yXl, x^-) (>: - 2;^-) +

va J

( 2 . 1 2 ) ~^^'^'^ ^ -CAi^, x ^ ^ ) ^ . , ( 4 , :-:'')7"^ '^x^\

n = 0 , 1 , 2 , . . .

Tx^ccng hg^ -^^^c b i ^ t , neu ^--f^C^) = (x - :cj) t h i t;> ( 2 . 1 2 ) ta se nhg.n qua t r i n h li^p t'/a Aitlccnctephenxen trong £"15_7; ^^eu se nhg.n qua t r i n h li^p t'/a Aitlccnctephenxen trong £"15_7; ^^eu ^ ^ ( x ) = (x - x^) va xj = 2 x^' - x ° , trong do x ^ v i x^ l a h a i

phan tú ban dau lay du gan nhau va r^n gan x' , t h i t ^ ( 2 . 1 2 ) t a sc nh'Jn qua t r i n h l$p ci\a C'^^^^J- sc nh'Jn qua t r i n h l$p ci\a C'^^^^J-

Sy hgi tv Clia qua t r i n h 1-Jp (2.12) du*g'c the hi^^n b -^inh l y sau dixy : l y sau dixy :

^ n h l y 2 ^ .

Một phần của tài liệu Một số các phương pháp nội suy để giải phương trình toán tử và các ứng dụng của chúng (Trang 45)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(74 trang)