Квадратура Гаусса – Лагерра - Gauss–Laguerre quadrature
В числовой анализ Квадратура Гаусса – Лагерра (названный в честь Карл Фридрих Гаусс и Эдмон Лагерр ) является продолжением Квадратура Гаусса метод аппроксимации значения интегралов следующего вида:
В этом случае
куда Икся это я-й корень из Полином Лагерра Lп(Икс) и вес шя дан кем-то[1]
Для более общих функций
Чтобы интегрировать функцию применим следующее преобразование
куда . Затем для последнего интеграла используется квадратура Гаусса-Лагерра. Обратите внимание, что хотя этот подход работает с аналитической точки зрения, он не всегда численно устойчив.
Обобщенная квадратура Гаусса – Лагерра.
В более общем смысле можно также рассматривать подынтегральные выражения, для которых известно степенная особенность при Икс= 0, для некоторого действительного числа , что приводит к интегралам вида:
В этом случае веса даны[2] с точки зрения обобщенные полиномы Лагерра:
куда корни .
Это позволяет эффективно вычислять такие интегралы для полиномиальных или гладких ж(Икс) даже если α не целое.[3]
Рекомендации
- ^ Уравнение 25.4.45 в Абрамовиц, М.; Стегун, И.А. Справочник по математическим функциям. Дувр. ISBN 978-0-486-61272-0. 10-е издание с исправлениями.
- ^ Вайсштейн, Эрик В., "Квадратура Лагерра-Гаусса" Из MathWorld - веб-ресурса Wolfram, по состоянию на 9 марта 2020 г.
- ^ Рабинович, П.; Вайс, Г. (1959). "Таблицы абсцисс и весов для численного определения интегралов вида ". Математические таблицы и другие вспомогательные средства для вычислений. 13: 285–294. Дои:10.1090 / S0025-5718-1959-0107992-3.
дальнейшее чтение
- Salzer, H.E .; Цукер, Р. (1949). «Таблица нулей и весовых коэффициентов первых пятнадцати полиномов Лагерра». Бюллетень Американского математического общества. 55 (10): 1004–1012. Дои:10.1090 / S0002-9904-1949-09327-8.
- Concus, P .; Cassatt, D .; Jaehnig, G .; Мелби, Э. (1963). "Таблицы для оценки квадратуры Гаусса-Лагерра ". Математика вычислений. 17: 245–256. Дои:10.1090 / S0025-5718-1963-0158534-9.
- Shao, T. S .; Chen, T. C .; Франк, Р. М. (1964). «Таблица нулей и гауссовских весов некоторых связанных многочленов Лагерра и связанных с ними многочленов Эрмита». Математика вычислений. 18 (88): 598–616. Дои:10.1090 / S0025-5718-1964-0166397-1. JSTOR 2002946. МИСТЕР 0166397.
- Эрих, С. (2002). «О стратифицированных расширениях квадратурных формул Гаусса-Лагерра и Гаусса-Эрмита». Журнал вычислительной и прикладной математики. 140 (1–2): 291–299. Дои:10.1016 / S0377-0427 (01) 00407-1.