Наилучшее восстановление решения задачи Дирихле по неточно заданному спектру граничной функции

Автор: Абрамова Елена Владимировна

Журнал: Владикавказский математический журнал @vmj-ru

Статья в выпуске: 4 т.19, 2017 года.

Бесплатный доступ

Во многих прикладных задачах возникает ситуация, когда требуется восстановить значение функции по некоторой информации (обычно не точной и не полной). Общая задача об оптимальном восстановлении линейного функционала на классе функций по конечной информации впервые появилась в работе С. А. Смоляка. В дальнейшем эта тематика получила достаточно широкое развитие в самых разных направлениях. Существует множество подходов к решению подобных задач. Здесь мы следуем подходу, который предполагает наличие априорной информации об объекте, характеристики которого требуется восстановить. Это позволяет поставить задачу о нахождении наилучшего метода восстановления данной характеристики среди всех возможных методов восстановления. Такой взгляд на задачи восстановления идеологически восходит к работам А. Н. Колмогорова 30-х гг. прошлого века о нахождении наилучших средств приближения для классов функций. Математическая теория, где изучаются задачи восстановления на основе указанного подхода, активно развивается в последние десятилетия, обнаруживая тесные связи с классическими задачами теории приближений и имея различные приложения к задачам практики. Работа посвящена задаче наилучшего восстановления решения задачи Дирихле в метрике L2 на прямой в верхней полуплоскости, параллельной оси абсцисс, по следующей информации о граничной функции: граничная функция принадлежит некоторому соболевскому пространству функций, а ее преобразование Фурье известно приближенное (в метрике L∞) на конечном отрезке, симметричном относительно нуля. Построен оптимальный метод восстановления и найдено точное значение погрешности оптимального восстановления. Следует отметить, что оптимальный метод использует, вообще говоря, не всю доступную информацию, а ту, которую использует, определенным образом "сглаживает".

Еще

Задача дирихле, оптимальное восстановление, экстремальная задача, преобразование фурье

Короткий адрес: https://sciup.org/143162436

IDR: 143162436   |   УДК: 517.9   |   DOI: 10.23671/VNC.2018.4.9163

The best recovery of the solution of the Dirichlet problem from inaccurate spectrum of the boundary function

In many applied problems appears a situation where it is necessary to recover the value of a function from some information (usually not exact or complete). The general problem of the optimal recovery of a linear functional on a class of functions from finite information first appeared in the works of S.A. Smolyak. In the future this subject has received a fairly wide development in a variety of ways. There are many approaches which solve similar problems. Here we follow the approach that assumes the existence of a priori information about the object whose characteristics are to be recovered. This allows us to set the problem of finding the best method for recovering this characteristic among all possible recovery methods. This view of reconstruction tasks ideologically goes back to Kolmogorov's work in the years 1930s on finding the best means of approximation for classes of functions. The mathematical theory, where recovery problems are studied on the basis of this approach, has been actively developing in recent decades, revealing close links with the classical problems of approximation theory and having various applications to the problems of practice. This paper is devoted to the problem of best recovery of the solution of the Dirichlet problem in the L2 metric on the line in the upper half-plane parallel to the abscissa axis, according to the following information about the boundary function: the boundary function belongs to some Sobolev space of functions, and its Fourier transform knows an approximate (in the L∞ metric) on finite segment symmetric with respect to zero. An optimal recovery method is constructed and the exact value of the optimum recovery error is found. It should be noted that the optimal method uses, generally speaking, not all available information, and the one that uses it, in a certain way, "smoothes out".

Еще

Список литературы Наилучшее восстановление решения задачи Дирихле по неточно заданному спектру граничной функции

  • Смоляк С. А. Об оптимальном восстановлении функций и функционалов от них: Дисс.... канд. физ.-мат. наук. М.: МГУ, 1965.
  • Micchelli C. A., Rivlin T. J. A survey of optimal recovery//Optimal Estimation in Approximation Theory/Eds. C. A. Micchelli, T. J. Rivlin. N. Y.: Plenum Press, 1977. P. 1-54.
  • Melkman A. A., Micchelli C. A. Optimal estimation of linear operators in Hilbert spaces from inaccurate data//SIAM J. Numer. Anal. 1979. Vol. 16. P. 87-105.
  • Micchelli C. A., Rivlin T. J. Lectures on Optimal Recovery//Lect. Notes Math. Berlin: Springer-Verlag, 1985. Vol. 1129. P. 21-93.
  • Магарил-Ильяев Г. Г., Осипенко К. Ю. Оптимальное восстановление функций и их производных по приближенной информации о спектре и неравенства для производных//Функцион. анализ и его прил. 2003. T. 37. С. 51-64 DOI: 10.4213/faa157
  • Магарил-Ильяев Г. Г., Осипенко К. Ю. О восстановлении операторов сверточного типа по неточной информации//Тр. МИАН. 2010. Т. 269. С. 181-192.
  • Магарил-Ильяев Г. Г., Осипенко К. Ю. Об оптимальном гармоническом синтезе по неточно заданному спектру//Функцион. анализ и его прил. 2010. T. 44. С. 76-79 DOI: 10.4213/faa2999
  • Стейн И., Вейс Г. Введение в гармонический анализ на евклидовых пространствах. М., 1974.
  • Магарил-Ильяев Г. Г., Тихомиров В. М. Выпуклый анализ и его приложения/3-е изд. М.: Эдиториал УРСС, 2011.
  • Колмогоров А. Н., Фомин С. В. Элементы теории функций и функционального анализа/4-е изд. М.: Наука, 1976.
Еще