稳定逼近Laplace算子与二阶混合偏导数的Lanczos方法

考虑由未知二元函数的近似值计算其Laplace算子与二阶混合偏导数的问题,给出稳定逼近Laplace算子与二阶混合偏导数的两类Lanczos方法,其逼近精度分别为O(δ~(1/2))和O(δ~(2/3)),其中δ是近似函数的误差水平.     

基于正交多项式下的数值微分任意阶稳定逼近

本文研究了数值微分问题.利用基于正交多项式理论下的积分算子方法,获得了可以稳定逼近已知函数任意阶导数的结果,推广了Lanczos积分方法的结果.     

逼近已知函数微商的广义Lanczos算法

给出逼近已知函数微商的广义Lanczos 算法, 构造了一列逼近算子$D_{h}^{n}$以提高稳定近似解的收敛速率. 当$n=2$时, 逼近精度达到$O(\delta^{6 \over 7})$, 而对一般的自然数$n$逼近精度为$O(\delta^{\frac{2n+2}{2n+3}})$, 这里$\delta$是近似函数的误差界.     

高阶数值微分的积分方法

本文研究了高阶数值微分问题,利用Groetsch的思想,获得了可以稳定逼近近似已知函数的任意阶导数的积分方法,并在一定条件下,给出了收敛率.给出了二阶、三阶和四阶数值微分问题的数值实验,实验结果表明了方法的有效性.     

Multiquadric 拟插值对高阶导数逼近的稳定性分析

基于样本数据来数值模拟函数的高阶导数是数值逼近中遇到的一类重要而且基本的问题, 差商方法是数值微分的传统方法. 但是在实际问题的求解中, 它表现出强烈的不稳定性. 在实际应用中, 由于差商计算的不稳定性, 它仅能用来模拟函数的低阶导数. 为了更好地模拟函数的高阶导数, 本文利用multiquadric 拟插值提出了一种新的方法. 并将multiquadric 拟插值方法模拟函数导数的稳定性与传统差商方法所得结果进行了对比. 数值例子很好地验证了本文的理论. 从理论论证和数值例子比较来看, multiquadric 拟插值方法比差商方法更为稳定. 这个性质也表明, 基于散乱甚至有干扰的数据, 在逼近函数的高阶导数时, multiquadric 拟插值方法是一个有效的工具.     

Multiquadric拟插值对高阶导数逼近的稳定性分析 谨以此文致《中国科学》创刊六十周年

基于样本数据来数值模拟函数的高阶导数是数值逼近中遇到的一类重要而且基本的问题,差商方法是数值微分的传统方法.但是在实际问题的求解中,它表现出强烈的不稳定性.在实际应用中,由于差商计算的不稳定性,它仅能用来模拟函数的低阶导数.为了更好地模拟函数的高阶导数,本文利用multiquadric拟插值提出了一种新的方法.并将multiquadric拟插值方法模拟函数导数的稳定性与传统差商方法所得结果进行了对比.数值例子很好地验证了本文的理论.从理论论证和数值例子比较来看,multiquadric拟插值方法比差商方法更为稳定.这个性质也表明,基于散乱甚至有干扰的数据,在逼近函数的高阶导数时,multiquadric拟插值方法是一个有效的工具.     

解刚性常微分方程组L—稳定的二阶显式单步法及数值试验

1 引言 迄今为止,在求解刚性常微分方程组初值问题的数值方法中,除了J.D.Lambert采用有理逼近导出的非线性方法类和S.O.Fatunla型方法(后者需要用到方程组右端函数的高阶导数)以外,几乎所有的数值方法都是隐式的并且不能精确求解试验方程组y'=Ay,A=diag(λ_1,λ_2…λ_n),Re(λ_i)<0,i=1,2,…,m,m为任意正整数.特别是隐式方法每前进一步需要用牛顿迭代法求解,工作量之大是难以令人满意的。根据刚性方程组解的特点,我们在积分区间的每个子区间[t_m,t_(m+1)]上局部地用一个形如p(t)=A+Be~(c1)的函数来逼近刚性方程组的解,由此得到的是L-稳定的二阶显式单步法,并且对上述试验方程组是完全精确的。由于上述试验方程组等价于标量方程,故以下方法的推导仅对标量方程进行,然后分量化地用于方程组。     

位势算子的带权向量值不等式

本文得到了某些积分算子的带权向量值不等式,这类算子是将 R~n 上函数映到 R_+~(n+1)上函数,利用这些结果,可得到 Poisson 积分的带权向量值不等式.     

一阶数值微分的局部正则化方法

本文研究了一阶数值微分问题,将其等价转化为第一类积分方程的求解问题,给出了求解该问题的局部正则化方法.在精确导数的一定假设条件下,讨论了正则化参数的先验选取策略及相应近似导数的误差估计.相对于经典的正则化方法,数值实验表明局部正则化方法能在有效抑制噪声的同时,保证近似导数逼近精确导数的效果,尤其是在精确导数有间断或急剧变化时.     

带多项式相位的高维振荡积分算子的有界性

考虑如下的振荡积分算子:T_(m,k,n)f(x):=∫_(R~n)e~(i(x_1~2+…+x_n~2))~m(y_1~2+…+y_n~2)~kf(y)dy,其中函数f为定义在R~n上的Schwartz函数,并且满足m,k0.本文给出算子T_(m,k,n).从L~p(R~n)(1≤p∞)到L~q(R~n)有界的一个充分必要条件.此外,我们还证明了算子T_(m,k,n)把L~1(R~n)映到C_0(R~n).     

Numerical differentiation for high orders by an integration method

This paper mainly studies the numerical differentiation by integration method proposed first by Lanczos. New schemes of the Lanczos derivatives are put forward for reconstructing numerical derivatives for high orders from noise data. The convergence rate of these proposed methods is as the noise level δ→0. Numerical examples show that the proposed methods are stable and efficient.     

关于伪Smarandache函数的一个问题

对任意正整n,著名的伪Smarandache函数Z(n)定义为最小的正整数m使得n|m(m 1)/2.本文的主要目的是利用初等方法研究Kenichiro Kashihara提出的"求所有正整数n使得伪smarandache函数Z(n)为n的原根"这一问题,并得到彻底解决.即就是证明了Z(n)为n的原根当且仅当n=2,3,4.     

高阶半线性抛物型方程组的生命跨度

其中m,P,q>1．利用试验函数方法,首先推导一些积分不等式,然后对方程组爆破解的生命跨度 [0,T)给出估计．     

隐式重启精化全局Lanczos方法

The numerical methods for solving large symmetric eigenvalue problems are considered in this paper.Based on the global Lanczos process,a global Lanczos method for solving large symmetric eigenvalue problems is presented.In order to accelerate the convergence of the F-Ritz vectors,the refined global Lanczos method is developed.Combining the implicitly restarted strategy with the deflation technique,an implicitly restarted and refined global Lanczos method for computing some eigenvalues of large symmetric matrices is proposed.Numerical results show that the proposed methods are efficient.     

A new method for numerical differentiation based on direct and inverse problems of partial differential equations

In this paper, we mainly study a numerical differentiation problem which aims to approximate the second order derivative of a single variable function from its noise data. By transforming the problem into a combination of direct and inverse problems of partial differential equations (heat conduction equations), a new method that we call the PDEs-based numerical differentiation method is proposed. By means of the finite element method and the Tikhonov regularization, implementations of the proposed PDEs-based method are presented with a posterior strategy for choosing regularization parameters. Numerical results show that the PDEs-based numerical differentiation method is highly feasible and stable with respect to data noise.     

广义块Toeplitz特征值问题的基于sine变换的预处理子

在求块Toeplitz矩阵束（Amn，Bmn）特征值的Lanczos过程中，通过对移位块Toepltz矩阵Amn-ρBmn进行基于sine变换的块预处理，从而改进了位移块Toeplitz矩阵的谱分布，加速了Lanczos过程的收敛速度．该块预处理方法能通过快速算法有效快速执行．本文证明了预处理后Lanczos过程收敛迅速，并通过实验证明该算法求解大规模矩阵问题尤其有效．     

Harmonic number identities via the Newton–Andrews method

By means of the Bell polynomials, we establish explicit expressions of the higher-order derivatives of the binomial coefficient \(\binom{x+n}{m}\) and its reciprocal \(\binom{x+n}{m}^{-1}\) , and extend the application field of the Newton–Andrews method. As examples, we apply the results to the Chu–Vandermonde–Gauss formula and the Dougall–Dixon theorem and obtain a series of harmonic number identities. This paper generalizes some works presented before and provides a way to establish infinite harmonic number identities.     

高阶非完整系统运动方程的一类积分

本文给出高阶非完整系统运动方程的一类积分及其存在条件,包括1阶积分(广义能量积分),2阶积分和p(p>2)阶积分,所有这些积分都可按系统的Lagrange函数来构造.举例说明本文方法的应用.