Criterion of polynomial increase of a function and its derivatives

ДОкАжАНО, ЧтО Дль тОгО, ЧтОБы Дльr РАж ДИФФЕРЕНцИРУЕМОИ НА пРОМЕжУткЕ [А, + ∞) ФУНкцИИf сУЩЕстВОВА л тАкОИ МНОгОЧлЕН (1) $$P(x) = \mathop \Sigma \limits_{\kappa = 0}^{r - 1} a_k x^k ,$$ , ЧтО (2) $$\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } (f(x) - P(x))^{(k)} = 0,k = 0,1,...,r - 1,$$ , НЕОБхОДИМО И ДОстАтО ЧНО, ЧтОБы схОДИлсь ИН тЕгРАл (3) $$\int\limits_a^{ + \infty } {dt_1 } \int\limits_{t_1 }^{ + \infty } {dt_2 ...} \int\limits_{t_{r - 1} }^{ + \infty } {f^{(r)} (t)dt.}$$ ЕслИ ЁтОт ИНтЕгРАл сх ОДИтсь, тО Дль кОЁФФИц ИЕНтОВ МНОгОЧлЕНА (1) ИМЕУт МЕс тО ФОРМУлы $$\begin{gathered} a_{r - m} = \frac{1}{{(r - m)!}}\left( {\mathop \Sigma \limits_{j = 1}^m \frac{{( - 1)^{m - j} f^{(r - j)} (x_0 )}}{{(m - j)!}}} \right.x_0^{m - j} + \hfill \\ + ( - 1)^{m - 1} \left. {\mathop \Sigma \limits_{l = 0}^{m - 1} \frac{{x_0^l }}{{l!}}\int\limits_a^{ + \infty } {dt_1 } \int\limits_{t_1 }^{ + \infty } {dt_2 ...} \int\limits_{t_{m - l - 1} }^{ + \infty } {f^{(r)} (t_{m - 1} )dt_{m - 1} } } \right),m = 1,2,...,r. \hfill \\ \end{gathered}$$ ДОстАтОЧНыМ, НО НЕ НЕОБхОДИМыМ Усл ОВИЕМ схОДИМОстИ кРА тНОгО ИНтЕгРАлА (3) ьВльЕтсь схОДИМОсть ИНтЕгРАл А \(\int\limits_a^{ + \infty } {x^{r - 1} f^{(r)} (x)dx}\)      

On orthogonal polynomials

Пустьw(х)∈L[-1, +1] — неотрица тельная функция така я, что $$\frac{{\log ^ + \frac{1}{{w(x)}}}}{{\sqrt {1 - x^2 } }} \in L[ - 1, + 1]$$ и пусть {(р _n (х)} — много члены, ортогональные и нормированные с весо мw(x). Мы доказываем следующие две теорем ы, являющиеся обобщен ием одного известного результа та Н. Винера. I. Для каждого δ, 0<δ<1, суще ствует числоB=B(δ, w) тако е, что если $$f_N (x) = \sum\limits_{j = 1}^N {a_j p_{v_j } (x)} $$ причем выполнено сле дующее условие лакун арности $$\begin{gathered} v_{j + 1} - v_j \geqq B(\delta ,w) (j = 1,2,...,N - 1), \hfill \\ v_1 \geqq B(\delta ,w) \hfill \\ \end{gathered} $$ , то для некоторого С(δ, w) и всехh и δ, для которых $$ - 1 \leqq h - \delta< h + \delta \leqq + 1$$ , имеет место неравенс тво $$\int\limits_{ - 1}^1 {|f_N (x)|^2 w(x)dx \leqq C(\delta ,w)} \int\limits_{h - \delta }^{h + \delta } {|f_N (x)|^2 w(x)dx} $$ каковы бы ни былиa _j ,N и h. II. Если формальный ряд $$\sum\limits_{j = 1}^\infty {b_j p_{\mu _j } (x)} $$ удовлетворяет услов ию лакунарности μ_j+1-μ_j→∞ и суммируем, например, м етодом Абеля на произвольно малом отрезке [а, Ь] ?[0,1] к ф ункцииf(x) такой, что \(f(x)\sqrt {w(x)} \in L_2 [a,b]\) , то $$\sum\limits_j {|b_j |^2< \infty } $$ Теорема I — это первый ш аг в направлении проб лемы типа Мюнтца-Саса о замкнут ости подпоследовательно сти pv_j(x)} последовател ьности {р_n(х)} на отрезке [а, Ь] в метрике С[а, Ь] (см. теорему II стать и).     

On the approximation by de la Vallée Poussin sums and interpolatory polynomials in Lipschitz norms

ПустьM ^m,α - множество 2π-п ериодических функци йf с конечной нормой $$||f||_{p,m,\alpha } = \sum\limits_{k = 1}^m {||f^{(k)} ||_{_p } + \mathop {\sup }\limits_{h \ne 0} |h|^{ - \alpha } ||} f^{(m)} (o + h) - f^{(m)} (o)||_{p,} $$ где1 ≦ p ≦ ∞, 0≦α≦1. Рассмотр им средние Bалле Пуссе на $$(\sigma _{n,1} f)(x) = \frac{1}{\pi }\int\limits_0^{2x} {f(u)K_{n,1} (x - u)du} $$ и $$(L_{n,1} f)(x) = \frac{2}{{2n + 1}}\sum\limits_{k = 1}^{2n} {f(x_k )K_{n,1} } (x - x_k ),$$ де0≦l≦n и x _k=2kπ/(2n+1). В работе по лучены оценки для вел ичин \(||f - \sigma _{n,1} f||_{p,r,\beta } \) и $$||f - L_{n,1} f||_{p,r,\beta } (r + \beta \leqq m + \alpha ).$$      

Optimal recovery methods for the integral on classes of differentiable functions

Найдены методы восст ановления интеграла по информации $$I\left( f \right) = \left\{ {f^{(j)} \left( {x_i } \right)\left( {j = 0, ..., \gamma _i - 1; i = 1, ..., n; 1 \leqq \gamma _i \leqq r; \gamma _i + ... + \gamma _n \leqq N} \right.} \right\},$$ оптимальные на класс ахW _p ^r ,r=1,2,...; 1≦p≦∞. Это позволило, в частност и, получить наилучшие для классаW _p ^r квадратурные форму лы вида $$\mathop \smallint \limits_0^1 f\left( x \right)dx = \mathop \Sigma \limits_{i = 1}^n \mathop \Sigma \limits_{j = 1}^{\gamma _i - 1} a_{ij} f^{(j)} \left( {x_i } \right) + \mathop \Sigma \limits_{j = 1}^{[{r \mathord{\left/ {\vphantom {r 2}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 2}]} b_j f^{(2j - 1)} \left( 0 \right) + \mathop \Sigma \limits_{k = 1}^{[{r \mathord{\left/ {\vphantom {r 2}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 2}]} c_k f^{(2k - 1)} \left( 1 \right) + R\left( f \right)$$ И $$\mathop \smallint \limits_0^1 f\left( x \right)dx = af\left( 0 \right) + \mathop \Sigma \limits_{i = 1}^n \mathop \Sigma \limits_{j = 0}^{\gamma _i - 1} a_{ij} f^{(j)} \left( {x_i } \right) + bf\left( 1 \right) + \mathop \Sigma \limits_{j = 1}^{[{r \mathord{\left/ {\vphantom {r 2}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 2}]} b_j f^{(2j - 1)} \left( 0 \right) + \mathop \Sigma \limits_{k = 1}^{[{r \mathord{\left/ {\vphantom {r 2}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 2}]} c_k f^{(2k - 1)} \left( 1 \right) + R\left( f \right).$$      

Die Ungleichungen von Vietoris

The inequalities $$P_{k,l} = \frac{1}{{B(l + 1,k)}}\int\limits_0^{l/(k + l)} {x^l (1 - x)^{k - 1} dx = I_{l/(k + l)} (l + 1,k)< \frac{1}{2}}$$ and $$\Phi _{k,l,\mu } = \frac{1}{{B(k,k\mu + 1)}}\int\limits_0^1 {x^{k - 1} (1 - x)^{k\mu } I_x (l + 1,l\mu )dx< \frac{1}{2}}$$ are shown to be valid for any positive real numbersk, l, μ.     

Une Formule Approximative de Dimension pour Certains Produits de Riesz

Consider the Riesz product $\mu _a = \mathop \prod \limits_{n = 1}^\infty (1 + r\cos (q^n t + \varphi _n ))$ . We prove the following approximative formula for the dimension ofμ _a. $$\dim \mu _a = 1 - \frac{1}{{\log q}}\int_0^{2\pi } {(1 + r\cos x)\log (1 + r\cos x)\frac{{dx}}{{2\pi }} + 0\left( {\frac{r}{{q^2 \log q}}} \right).}$$      

Global error bounds for gauss-gegenbauer quadrature

The object of this paper is to derive global error bounds for integrals of the form $$\int_{ - 1}^1 {(1 - x^2 )^\lambda f(x)dx,\lambda > - 1,} $$ which have been approximated by Gauss-Gegenbauer quadrature.     

Lipschitz-Nikolski\imath constants and asymptotic simultaneous approximation on theM n -operatorsconstants and asymptotic simultaneous approximation on theM n -operators

This note is a study of approximation of classes of functions and asymptotic simultaneous approximation of functions by theM _n -operators of Meyer-König and Zeller which are defined by $$(M_n f)(x) = (1 - x)^{n + 1} \sum\limits_{k = 0}^\infty {f\left( {\frac{k}{{n + k}}} \right)} \left( \begin{array}{l} n + k \\ k \\ \end{array} \right)x^k , n = 1,2,....$$ Among other results it is proved that for 0<α≤1 $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } n^{\alpha /2} \mathop {\sup }\limits_{f \in Lip_1 \alpha } \left| {(M_n f)(x) - f(x)} \right| = \frac{{\Gamma \left( {\frac{{\alpha + 1}}{2}} \right)}}{{\pi ^{1/2} }}\left\{ {2x(1 - x)^2 } \right\}^{\alpha /2} $$ and if for a functionf, the derivativeD ^m+2 f exist at a pointx∈(0, 1), then $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } 2n[D^m (M_n f) - D^m f] = \Omega f,$$ where Ω is the linear differential operator given by $$\Omega = x(1 - x)^2 D^{m + 2} + m(3x - 1)(x - 1)D^{m + 1} + m(m - 1)(3x - 2)D^m + m(m - 1)(m - 2)D^{m - 1} .$$      

A note on approximation to the identity with iterated kernels

Пустьl ₁ иl ₂ — неотрицательные убывающие функции на (0, ∞). Допустим, что $$\int\limits_0^\infty {S^{n_i - 1} l_i (S)\left( {1 + \log + \frac{1}{{S^{n_i } l_i (S)}}} \right)dS}< \infty ,$$ , гдеn ₁ иn ₂ — натуральные числа. Тогда для каждой функции \(f \in L^1 (R^{n_1 + n_2 } )\) при почти всех (x₀, у₀) мы имеем $$\mathop {\lim }\limits_{\lambda \to \infty } \lambda ^{n_1 + n_2 } \int\limits_{R^{n_1 } } {\int\limits_{R^{n_2 } } {l_1 } } (\lambda |x|)l_2 (\lambda |y|)f(x_0 - x,y_0 - y)dx dy = f(x_0 ,y_0 )\int\limits_{R^{n_1 } } {\int\limits_{R^{n_2 } } {l_i (|x|)l_2 } } (|y|)dx dy.$$      

An extremal problem for algebraic polynomials in the symmetric discrete Gegenbauer-Sobolev space

We study discrete Sobolev spaces with symmetric inner product $$\left\langle {f,g} \right\rangle _\alpha = \int_{ - 1}^1 {f g d\mu _\alpha } + M[f(1)g(1) + f( - 1)g( - 1)] + K[f'(1)g'(1) + f'( - 1)g'( - 1)]$$ , where M ≥ 0, k ≥ 0, and $$d\mu _\alpha (x) = \frac{{\Gamma (2\alpha + 2)}}{{2^{2\alpha + 1} \Gamma ^2 (\alpha + 1)}}(1 - x^2 )^\alpha dx, \alpha > - 1$$ , is the Gegenbauer probability measure. We obtain the solution of the following extremal problem: Calculate $$\mathop {\inf }\limits_{a_0 ,a_1 ,...,a_{N - r} } \left\{ {\langle P_N^{(r)} ,P_N^{(r)} \rangle _\alpha ,1 \leqslant r \leqslant N - 1, P_N^{(r)} (x) = \sum\limits_{j = N - r + 1}^N {a_j^0 x^j } + \sum\limits_{j = 0}^{N - r} {a_j x^j } } \right\}$$ , where the a _j ⁰ , j = N ? r + 1, N ? r + 2, ..., N ? 1, N, a _N ⁰ > 0, are fixed numbers, and find the extremal polynomial.     

On the strong summation of Fourier series with variable exponents

Пустьf 2π-периодическ ая суммируемая функц ия, as _k (x) еë сумма Фурье порядк аk. В связи с известным ре зультатом Зигмунда о сильной суммируемости мы уст анавливаем, что если λn→∞, то сущес твует такая функцияf, что почти всюду $$\mathop {\lim \sup }\limits_{n \to \infty } \left\{ {\frac{1}{n}\mathop \sum \limits_{k = n + 1}^{2n} |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _{2n} } } \right\}^{1/\lambda _{2n} } = \infty .$$ Отсюда, в частности, вы текает, что если λn?∞, т о существует такая фун кцияf, что почти всюду $$\mathop {\lim \sup }\limits_{n \to \infty } \left\{ {\frac{1}{n}\mathop \sum \limits_{k = 0}^n |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _k } } \right\}^{1/\lambda _n } = \infty .$$ Пусть, далее, ω-модуль н епрерывности и $$H^\omega = \{ f:\parallel f(x + h) - f(x)\parallel _c \leqq K_f \omega (h)\} .$$ . Мы доказываем, что есл и λ _n ?∞, то необходимым и достаточным условие м для того, чтобы для всехf∈H ^ω выполнялос ь соотношение $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } \left\{ {\frac{1}{n}\mathop \sum \limits_{k = n + 1}^{2n} |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _n } } \right\}^{1/\lambda _n } = 0(x \in [0;2\pi ])$$ является условие $$\omega \left( {\frac{1}{n}} \right) = o\left( {\frac{1}{{\log n}} + \frac{1}{{\lambda _n }}} \right).$$ Это же условие необхо димо и достаточно для того, чтобы выполнялось соотнош ение $$\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } \frac{1}{{n + 1}}\mathop \sum \limits_{k = 0}^n |s_k (x) - f(x)|^{\lambda _k } = 0(f \in H^\omega ,x \in [0;2\pi ]).$$      

Some approximation theorems for modified Bernstein-Durrmeyer operators

The modified Bernstein-Durrmeyer operators discussed in this paper are given byM_nf≡M_n(f,x)=(n+2)P_(n,k)∫_0~1p_n+1.k(t)f(t)dt,whereWe will show,for 0<α<1 and 1≤p≤∞     

On linear summation methods of Fourier series

Получены новые оценк иL-нормы тригонометр ических полиномов $$T_n (t) = \frac{{\lambda _0 }}{2} + \mathop \sum \limits_{k = 1}^n \lambda _k \cos kt$$ в терминах коэффицие нтовλ _k и их разностейΔλ _k=λ _k?λ _k?1: (1) $$\mathop \smallint \limits_{ - \pi }^\pi |T_n (t)|dt \leqq \frac{c}{n}\mathop \sum \limits_{k = 0}^n |\lambda _\kappa | + c\left\{ {x(n,\varphi )\mathop \sum \limits_{k = 0}^n \Delta \lambda _\kappa \mathop \sum \limits_{l = 0}^n \Delta \lambda _l \delta _{\kappa ,l} (\varphi )} \right\}^{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 2}} ,$$ где $$\kappa (n,\varphi ) = \mathop \smallint \limits_{1/n}^\pi [t^2 \varphi (t)]^{ - 1} dt, \delta _{k,1} (\varphi ) = \mathop \smallint \limits_0^\infty \varphi (t)\sin \left( {k + \frac{1}{2}} \right)t \sin \left( {l + \frac{1}{2}} \right)t dt,$$ a ?(t) — произвольная фун кция ≧0, для которой опр еделены соответствующие инт егралы. Из (1) следует, что методы $$\tau _n (f;t) = (N + 1)^{ - 1} \mathop \sum \limits_{k = 0}^{\rm N} S_{[2^{k^\varepsilon } ]} (f;t), n = [2^{N\varepsilon } ],$$ являются регулярным и для всех 0<ε≦1/2. ЗдесьS _m (f, x) частные суммы ряда Фу рье функцииf(x). В статье исследуется многомерный случай. П оказано, что метод суммирования (о бобщенный метод Рисса) с коэффиц иентами $$\lambda _{\kappa ,l} = (R^v - k^\alpha - l^\beta )^\delta R^{ - v\delta } (0 \leqq k^\alpha + l^\beta \leqq R^v ;\alpha \geqq 1,\beta \geqq 1,v< 0)$$ является регулярным, когда δ > 1.     

The distribution of 4-full numbers

Let Q(x) denote the number of 4-full numbers not exceeding x. It is well known that $$Q(x) = \sum\limits_{j = 4}^7 {r_j x^{1/j} + R(x)}$$ where $$r_j = \mathop {res}\limits_{s = 1/j} (F(s)/s), F(s) = \mathop \prod \limits_P \left( {1 + \frac{{p^{ - 4s} }}{{1 - p^{ - s} }}} \right)$$ and R(x) is the remainder. This paper proves that $$R(x) \ll x^{3626/35461 + \varepsilon }$$ where ε is any positive number.     

On the Fourier coefficients of contracted functions

РАБОтА пОсВьЩЕНА ИжУ ЧЕНИУ сВьжИ кОЁФФИцИ ЕНтОВ ФУРьЕ ФУНкцИИ ?(x) И g(x) тАкИх ЧтО (1) $$\parallel \Delta _h^m g(x)\parallel _{L^2 } \leqq \parallel \Delta _h^m f(x)\parallel _{L^2 } $$ Дль ВськОгОh≧0 И НЕкОт ОРОгОт. пОкАжАНО, ЧтО сУЩЕстВ УУт НЕпРЕРыВНыЕ ФУНк цИь ?(x) Иg(x), УДОВлЕтВОРьУЩИЕ сОО т-НОшЕНИУ (1), И тАкИЕ, ЧтО $$\mathop \sum \limits_{n = 0}^\infty [a_n^2 (f) + b_n^2 (f)]^{\alpha /2}< \infty $$ Дль ВськОгО α>0 И $$\mathop \sum \limits_{n = 0}^\infty [a_n^2 (g) + b_n^2 (g)]^{\beta /2} = \infty $$ Дль ВськОгОΒ<2. АНАлОгИЧНыИ РЕжУльт Ат ДОкАжыВАЕтсь И Дль пЕРИОДИЧЕскИх МУльт ИплИкАтИВНых ОР-тОНО РМИРОВАННых сИстЕМ.     

Strong approximation by rectangular partial sums of double orthogonal series

Пусть {? _ik(x):i, k=1, 2,...} — орто нормированная систе ма в пространстве с полож ительной мерой и {a _ik} — последов ательность действит ельных чисел, для которой $$\mathop \sum \limits_{\iota = 1}^\infty \mathop \sum \limits_{\kappa = 1}^\infty a_{ik}^2 \kappa ^2 (i,k)< \infty ,$$ где {x(i, K)} — определенна я неубывающая последовательность положительных чисел. Тогда суммаf(x) двойног о ортогонального ряд а \(\mathop \sum \limits_{\iota = 1}^\infty \mathop \sum \limits_{\kappa = 1}^\infty a_{ik} \varphi _{ik} (x)\) существует в смысле с ходимости в метрикеL ² и сходимос ти почти всюду. Изучае тся порядок так называем ой сильной аппроксимац ииf(x) (при коэффициентн ых условиях) прямоуголь ными частными суммами \(s_{mn} (x) = \mathop \sum \limits_{\iota = 1}^\infty \mathop \sum \limits_{\kappa = 1}^\infty a_{ik} \varphi _{ik} (x)\) . Основной ре зультат состоит в сле дующем. Если {λ_j(m):m=1, 2,...} — неубывающи е последовательност и положительньк чисел, стремящиеся к ∞ и такие, что \(\mathop {\lim \sup }\limits_{m \to \infty } \lambda _j (2m)/\lambda _j (m)< \sqrt 2 \) дляj=1,2, и если $$\mathop \sum \limits_{\iota = 1}^\infty \mathop \sum \limits_{\kappa = 1}^\infty a_{ik}^2 \left[ {\log log (i + 3)} \right]^2 \left[ {\log log (k + 3)} \right]^2 (\lambda _1^2 (i) + \lambda _2^2 (k))< \infty ,$$ TO ПОЧТИ ВСЮДУ $$\left\{ {\frac{1}{{mn}}\mathop \sum \limits_{i = 1}^m \mathop \sum \limits_{\kappa = 1}^m \left[ {s_{ik} (x) - f(x)} \right]^2 } \right\}^{1/2} = o_x (\lambda _1^{ - 1} (m) + \lambda _2^{ - 1} (n))$$ при min (m, n) → ∞.     

Inequalities of bernstein type for polynomial splines in L2

For 2ir-periodic polynomial splines of order r, of minimal defect, with nodes at the points ktr/n, ne, there are established the sharp inequalities $$\parallel s^{(1)} \parallel _{ 2} \leqslant \frac{{\parallel \varphi _{n,r}^{(1)} \parallel _{ 2} }}{{\parallel \Delta _h^l \varphi _{n, r} \parallel _{ 2} }}\parallel \Delta _h^l s\parallel _{ 2} \leqslant \frac{{\parallel \varphi _{n,r}^{(1)} \parallel _{ 2} }}{{\parallel \varphi _{n, r} \parallel _{ 2} }}\parallel s \parallel _{ 2} , l = 1, ..., r - 1,$$ valid for 0 $$\Delta _h^l / (x) = \sum\limits_{k = 0}^l {( - 1)^k C_l^k /} (x + (l - 2k) h)$$ .     

Rational approximations of real numbers

For anyx ∈ r put $$c(x) = \overline {\mathop {\lim }\limits_{t \to \infty } } \mathop {\min }\limits_{(p,q\mathop {) \in Z}\limits_{q \leqslant t} \times N} t\left| {qx - p} \right|.$$ . Let [x₀; x₁,..., x_n, ...] be an expansion of x into a continued fraction and let \(M = \{ x \in J,\overline {\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } } x_n< \infty \}\) .Forx∈M put D(x)=c(x)/(1?c(x)). The structure of the set \(\mathfrak{D} = \{ D(x),x \in M\}\) is studied. It is shown that $$\mathfrak{D} \cap (3 + \sqrt 3 ,(5 + 3\sqrt 3 )/2) = \{ D(x^{(n,3} )\} _{n = 0}^\infty \nearrow (5 + 3\sqrt 3 )/2,$$ where \(x^{(n,3)} = [\overline {3;(1,2)_n ,1} ].\) This yields for \(\mu = \inf \{ z,\mathfrak{D} \supset (z, + \infty )\}\) (“origin of the ray”) the following lower bound: μ?(5+3√3)/2=5.0n>(5 + 3/3)/2=5.098.... Suppose a∈n. Put \(M(a) = \{ x \in M,\overline {\mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } } x_n = a\}\) , \(\mathfrak{D}(a) = \{ D(x),x \in M(a)\}\) . The smallest limit point of \(\mathfrak{D}(a)(a \geqslant 2)\) is found. The structure of (a) is studied completely up to the smallest limit point and elucidated to the right of it.