Конста́нты Лебе́га, величиныLn=π1∫−ππ∣Dn(t)∣dt,гдеDn(t)=2sint/2sin(n+1/2)tесть ядро Дирихле. Константа Лебега Ln при каждом n является:
1) максимальным значением ∣Sn(f,x)∣ для всех x и функций f(t) таких, что ∣f(t)∣⩽1 при почти всех t;
2) точной верхней гранью ∣Sn(f,x)∣ для всех x и всех непрерывных функций f(t) таких, что ∣f(t)∣⩽1;
3) точной верхней гранью интегралов∫02π∣Sn(f,x)∣dxдля всех функций f(t) таких, что∫02π∣f(t)∣dt⩽1.Здесь Sn(f,x) есть частная сумма ряда Фурье по тригонометрической системе 2π-периодической функции f(t). Справедлива асимптотическая формула:Ln=π24lnn+O(1),n⟶∞.В частности, Ln→∞ при n→∞, что связано с расходимостью тригонометрических рядов Фурье некоторых непрерывных функций. В более широком смысле константы Лебега определяются для других ортонормированных систем как величиныLn=vraix∈(a,b)∫ab∣Dn(x,t)∣dt,где Dn(x,t) есть ядро Дирихле для данной ортонормированной на (a,b) системы функций, и играют важную роль в вопросах сходимости рядов Фурье по этим системам. Константы Лебега введены А. Лебегом (Н. Lebesgue, 1909). См. также Функции Лебега.
2) Константы Лебега интерполяционного процесса – числаλn=a⩽x⩽bmaxk=0∑n∣lnk(x)∣,n=1,2,…,гдеlnk(x)=j=k∏xk−xjx−xj,x0,x1,…,xn – попарно различные узлы интерполяции, лежащие на некотором отрезке [a,b].
Пусть C[a,b] и Pn[a,b] – соответственно пространства непрерывных на отрезке [a,b] функций и многочленов степени не выше чем n, рассматриваемых на том же отрезке, с равномерной метрикой, и пусть Pn(x,f) – интерполяционный многочлен степени n, принимающий в узлах xk, k=0,1,…,n, те же значения, что и функция f. Если через Pn обозначить оператор, ставящий в соответствие функции f(x) многочлен Pn(x,f), Pn:C[a,b]→Pn[a,b], то ∥Pn∥=λn, где слева стоит норма оператора в пространстве линейных ограниченных операторов L(C[a,b],Pn[a,b]) и∥f(x)−Pn(x,f)∥C[a,b]⩽(1+λn)En(f),где En(f) – наилучшее приближение функции f алгебраическими многочленами степени ⩽n.
При любом выборе на отрезке [a,b] узлов интерполяции limn→∞λn=+∞. Для равноотстоящих узлов существует такая постоянная c>0, что λn⩾c2nn−3/2. Для узлов, совпадающих с нулями многочлена Чебышёва, константы Лебега имеют минимальный порядок возрастания, именно:λn≍lnn.Если функция fm раз дифференцируема на отрезке [a,b], Y={yk}k=0n – заданный набор чисел [«приближений значений f(xk)»], Pn(x,Y) – интерполяционный многочлен степени n, принимающий в узлах xk, k=0,1,..,n, значения yk,λnm=a⩽x⩽bmaxk=1∑nlnk(m)(x),n=0,1,…,тоf(m)(x)−Pn(m)(x,Y)C[a,b]⩽f(m)(x)−Pn(m)(x,f)C[a,b]+λnmk=0,1,…,nmax∣f(xk)−yk∣.Константы Лебега λnm произвольного отрезка [a,b] связаны с аналогичными константами Λnm для отрезка [−1,1] соотношениемΛnm=(2b−a)mλnm,в частности λn=Λn.
Кудрявцев Лев Дмитриевич, К. И. Осколков. Первая публикация: Математическая энциклопедия под ред. И. М. Виноградова, 1982.
Опубликовано 18 декабря 2024 г. в 10:37 (GMT+3). Последнее обновление 18 декабря 2024 г. в 10:37 (GMT+3).