Journal of Approximation Theory and Applied Mathematics - 2015 Vol. 5
Von Books on Demand
()
Über dieses E-Book
Themes of our journal are: Approximation theory (with a focus on wavelets) and applications in mathematics like numerical analysis, statistics or financial mathematics.
Ähnlich wie Journal of Approximation Theory and Applied Mathematics - 2015 Vol. 5
Ähnliche E-Books
Jetzt lerne ich Analysis für die Oberstufe: Differential- und Integralrechnung - www.alles-Mathe.de Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenJournal of Approximation Theory and Applied Mathematics - 2014 Vol. 4: ISSN 2196-1581 Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenAufgabensammlung für die Oberstufe zur Analysis Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenAnalysis verstehen: für Wirschaftswissenschaftler Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenAufgabensammlung für die Oberstufe: www.mathe-total.de Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenAufgaben zur Abiturvorbereitung in Mathematik: Mit kommentierten Lösungen Bewertung: 5 von 5 Sternen5/5Wavelets und Anwendungen Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenJournal of Approximation Theory and Applied Mathematics 2013 - 2016, Vol. 1 - 6: ISSN 2196-1581 Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenJetzt lerne ich Mathematik für die Oberstufe: Schnellkurs zur Abiturvorbereitung: Analysis, analytische Geometrie und Stochastik - www.mathe-total.de Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenÜbungen von Derivaten Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenÜbungen zur Numerischen Analysis Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenÜbungen zu Integralen und Integro-Differentialgleichungen Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenLaplace-Transformation: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 4 Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenDas Buch der Mathematik: Band 3 Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenÜbungen zu Tensoren Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenVerallgemeinerte Funktionen: Grundlagen und Anwendungsbeispiele Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenJetzt lerne ich analytische Geometrie für die Oberstufe: www.alles-Mathe.de Bewertung: 0 von 5 Sternen0 Bewertungeninftech - Physikformelsammlung Themenheft Strahlen u. Atomphysik: Formelsammlung Strahlen- und Atom- Physik Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenEinführung in die Einstein'sche Summen-Notation: Für Studierende der Physik Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenJetzt lerne ich Mathematik für die Mittelstufe: www.alles-Mathe.de Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenLineare Systeme: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 3 Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenDas Buch der Mathematik: Band 2 Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenÜbungen zur analytischen Grundgeometrie Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenAnalytische Geometrie: Skript zur Unterrichtseinheit (Mathematik Sekundarstufe 2) Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenApproximation der Lösungen von Differentialgleichungen mit Wavelets und Einstellung der Parameter Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenLineare Basisübertragungsglieder: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 8 Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenÜbungen zu Verteilungen Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenFrequenzverhalten linearer Systeme: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 7 Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenÜbungen zur Funktionalanalysis Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenUeber Riemann's Theorie der Algebraischen Functionen Bewertung: 0 von 5 Sternen0 Bewertungen
Mathematik für Sie
Mein Übungsheft Rechnen - 1. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenTests in Mathe - Lernzielkontrollen 2. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMein Übungsheft Rechnen - 2. Klasse: Mathematik: Aufgaben mit Lösungen im Zahlenraum bis 100 - wiederholen, trainieren, lernen Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenRechnen und Textaufgaben - Gymnasium 5. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenRechnen und Textaufgaben - Realschule 5. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMathe trainieren 1. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMathematik-Abitur Band 1: Analysis - Infinitesimalrechnung Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenQuer durch die 3. Klasse, Mathe und Deutsch - Übungsblock Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenQuer durch die 1. Klasse, Mathe und Deutsch - Übungsblock Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenTextaufgaben 2. Klasse: Sachaufgaben - Übungsprogramm mit Lösungen für die 2. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenEinmaleins Mathematik 2./3. Klasse Bewertung: 5 von 5 Sternen5/5Kritik an Black Swan Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenTextaufgaben 3. Klasse: Sachaufgaben - Übungsprogramm mit Lösungen für die 3. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenEinfache Physikalische Und Objektiv Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenRechnen und Textaufgaben - Gymnasium 6. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenVom 1x1 zum Glück: Warum wir Mathematik für das Leben brauchen Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenZahlentheorie Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMathe-Toolbox: Mathematische Notationen, Grundbegriffe und Beweismethoden Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMathe trainieren 2. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenHandbuch der Elementarmathematik Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMein Übungsheft Rechnen - 4. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenÜber das Wahre in der Mathematik und das Reale in der Physik: Sachbuch Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenDer Anfang der Unendlichkeit: Erklärungen, die die Welt verwandeln Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenDie Schönheit der Zahlen: Die Ordnung der Welt durch den menschlichen Geist Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenWahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenFachbegriffe der Chemie: Definitionen, Grundwissen und Erklärungen zum Nachschlagen und Lernen in Schulen und Homeschooling Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMathe trainieren 3. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenAngewandteres zum Mathematischen der Zahlenmagie Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMathe trainieren 4. Klasse Bewertung: 0 von 5 Sternen0 BewertungenMathematik verstehen Band 2: Grundlagen für das Studium naturwissenschaftlicher und technischer Fächer Bewertung: 0 von 5 Sternen0 Bewertungen
Rezensionen für Journal of Approximation Theory and Applied Mathematics - 2015 Vol. 5
0 Bewertungen0 Rezensionen
Buchvorschau
Journal of Approximation Theory and Applied Mathematics - 2015 Vol. 5 - Books on Demand
NDSolve
New Methods of Approximation of Step Functions
S. V. Aliukov
South Ural State University, Chelyabinsk, Russia
e-mail: alysergey@gmail.com
Abstract—New methods of approximation of step functions with an estimation of the error of the approximation are suggested. The suggested methods do not have any of the disadvantages of traditional approximations of step functions by means of Fourier series and can be used in problems of mathematical modeling of a wide range of processes and systems.
Keywords: step functions, mathematical modeling, approximation, convergence, estimation of error, examples of application.
1. INTRODUCTION
Step functions are widely applied in various areas of scientific research. Technical and mathematical disciplines, such as automatic control theory, electrical and radio engineering, information and signal transmission theory, equations of mathematical physics, theory of vibrations, and differential equations are traditional fields of application [1–3].
Systems with step parameters and functions are considered highly nonlinear structures to emphasize the complexity of obtaining solutions for such structures. Despite the simplicity of step functions in segments, the construction of solutions in problems with step functions on the whole domain of definition requires using special mathematical methods, such as the alignment method [4] with the coordination of the solution by segments and switching surfaces. Generally, application of the alignment method requires overcoming substantial mathematical difficulties, and intricate solutions represented by complex expressions are obtained rather often.
, where {φ1 , φ2 ,… , φn ,…) is an orthogonal system in functional Hilbert space L2[–π,π] of measurable functions with Lebesgue integrable squares, f ∈ L2[–π,π], ck = (f · φk)/ | φk |². The trigonometric system of 2π periodic functions {1, sin nx, cos nx; n ∈ N} is often taken as an orthogonal system. In this case, the following is fulfilled in the vicinity of discontinuity points
, where Sn(x) is the partial sum of the Fourier series. It is how Gibbs’ phenomenon shows itself [5]. Thus, in the case of a function
f⁰(x) = sign (sin x)
(1)
the point x = π / m, where m = 2[(n + 1)/2], and [A] is the integral part of the number A , is
the maximum point of the partial sum Sn(f0) of the trigonometric Fourier series [6] with
i.e., the absolute error value
.
The graph of the partial sum S20( f0 ) of the trigonometric series on the interval [-π,π], which illustrates the presence of the Gibbs phenomenon is presented in Fig. 1.
Fig. 1. Presence of the Gibbs phenomenon
What is unpleasant in this case is that the Gibbs effect is generic and is present for any function f ∈ L2[a, b], which has limited variation on the interval [a, b], with isolated discontinuity point x0 ∈ (a, b). The following condition is fulfilled for such functions [6]
, where d = f(x0 + 0) – f(x0 –0).
We show that absolute Δ = Δ(x) and relative δ = δ(x) errors of approximation in the vicinity of discontinuity points may be as large as we please. In fact,
.
The function Δ(d) is an infinitely large value, as
, where [A] is the integral part of the number A, may be taken as d*.
The proof is identical for the relative error δ(x) = Δ(x)/|f(x)|. Moreover, even when d ∈ R (d ≠ 0) is fixed for any M > 0, the function f(x) ∈ L2[a, b] may be selected in such a way that δ(x0 + 0,d) = Δ(x0 + 0, d)/|f(x0 +0)| > M. The function with |f(x0 + 0)| < Δ(x0 + 0,d)/ M f(x0 + 0) ≠ 0 may be taken as an