Прикладная дискретная математика
RUS  ENG    ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB  
Общая информация
Последний выпуск
Архив
Импакт-фактор

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



ПДМ:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Прикладная дискретная математика, 2024, номер 64, страницы 79–98
DOI: https://doi.org/10.17223/20710410/64/7
(Mi pdm840)
 

Вычислительные методы в дискретной математике

Упрощённая формула суммирования дискретных значений некоторых функций

В. Р. Осипов

г. Москва, Россия
Список литературы:
Аннотация: Получен упрощённый вариант формулы суммирования Эйлера  — Маклорена
$${\textstyle\sum\limits_{k=0}^{m}}f(a+kh)=\dfrac{1}{h}\int_{y_0}^{y_m}f(y) dy-{\textstyle\sum\limits_k} h^{2k-1}b_k\big(f^{(2k-1)}(y_m)-f^{(2k-1)}(y_0)\big),$$
где $y_0=a-h/2$; $y_m=a+(m+1/2)h$. Формула включает в себя интегральную оценку суммы дискретных отсчётов функции и поправку к ней в виде суммы ряда весовых граничных значений её нечётных производных. Упрощением является исключение из результата суммирования полусуммы граничных значений функции и достигается путём смещения $h r$ отсчётов внутрь отрезков интегрирования. Доказывается, что оптимальным является смещение каждого отсчёта в середину отрезка $r=1/2$. Это смещение задаёт пределы интегральной оценки $y_0$, $y_m$ и значения весовых коэффициентов производных поправочного ряда. Найдено аналитическое выражение этих коэффициентов и их производящая функция
\begin{equation*} b_k=\frac{1-2^{1-2k}}{(2k)!}B_{2k},\ \Psi_b(t)=1-\frac{t}{2}\mathrm{cosech}\,\frac{t}{2}=\textstyle\sum\limits_{k=1}^{\infty}b_k t^{2k}, \end{equation*}
где $ B_{2k}$  — числа Бернулли. На примерах получения точных выражений сумм $\sum\limits_{k=1}^{m}k^n$, $\sum\limits_{k=k_0}^{m}a^{hk}$, где $m,n$  — целые положительные числа, показана справедливость полученной формулы и производящей функции её коэффициентов. Формула была использована для получения приближённых выражений для дзета-функции Римана, пси-функции, полигамма функций, а также сумм бесконечных обратностепенных рядов и гармонического ряда. На основании анализа погрешности этих выражений показаны преимущества упрощённой формулы перед формулой Эйлера  — Маклорена в точности и краткости.
Ключевые слова: сумма, ряд, коэффициент, производящая функция, число Бернулли, поправка, погрешность.
Тип публикации: Статья
УДК: 519.651
Образец цитирования: В. Р. Осипов, “Упрощённая формула суммирования дискретных значений некоторых функций”, ПДМ, 2024, № 64, 79–98
Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{Osi24}
\by В.~Р.~Осипов
\paper Упрощённая формула суммирования дискретных значений некоторых функций
\jour ПДМ
\yr 2024
\issue 64
\pages 79--98
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/pdm840}
\crossref{https://doi.org/10.17223/20710410/64/7}
Образцы ссылок на эту страницу:
  • https://www.mathnet.ru/rus/pdm840
  • https://www.mathnet.ru/rus/pdm/y2024/i2/p79
  • Citing articles in Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles in Google Scholar: Russian articles, English articles
    Прикладная дискретная математика
    Статистика просмотров:
    Страница аннотации:48
    PDF полного текста:34
    Список литературы:14
     
      Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация посетителей портала  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2024