Приближение функций комплексного переменного
Приближе́ние фу́нкций компле́ксного переме́нного, раздел комплексного анализа, изучающий вопросы приближённого представления (аппроксимации) функций комплексного переменного посредством аналитических функций специальных классов. Центральная проблематика относится к приближению функций многочленами и рациональными функциями. Основными являются задачи о возможности приближения, скорости приближения и аппроксимационных свойствах различных способов представления функций (интерполяционных последовательностей и рядов, рядов по ортогональным многочленам и многочленам Фабера, разложений в непрерывные дроби и т. п.). Теория приближений тесно связана с другими разделами комплексного анализа (теорией конформных отображений, интегральными представлениями, теорией потенциала и др.); многие теоремы, формулируемые в терминах теории приближений, являются, по существу, глубокими результатами о свойствах аналитических функций и природе аналитичности.
Одним из первых результатов о полиномиальной аппроксимации является теорема Рунге, согласно которой любая функция, голоморфная в односвязной области плоскости комплексного переменного , может быть равномерно аппроксимирована на компактных подмножествах этой области посредством многочленов от . Общая задача о возможности равномерного приближения многочленами ставится так: для каких компактов в комплексной плоскости любая функция , непрерывная на и голоморфная на множестве внутренних точек , допускает равномерную аппроксимацию на (с любой степенью точности) посредством многочленов от . Необходимым и достаточным условием возможности такой аппроксимации является связность дополнения компакта . Эта теорема в частных случаях доказана М. А. Лаврентьевым (1934) и М. В. Келдышем (1945), в общем случае – С. Н. Мергеляном (1951).
Пусть – наилучшее приближение функций на компакте посредством многочленов от степени не выше . Если – компакт со связным дополнением и функция голоморфна на , то последовательность стремится к нулю быстрее некоторой геометрической прогрессии: , , . Если непрерывна на и голоморфна во внутренних точках , то скорость её аппроксимации многочленами зависит как от свойств на границе (модуль непрерывности, дифференцируемость), так и от геометрических свойств границы .
Другие направления исследований в теории приближений функций комплексного переменного: равномерные и наилучшие приближения рациональными функциями, приближения целыми функциями, весовые приближения многочленами, приближения многочленами и рациональными функциями в интегральных метриках. Большое внимание уделяется проблематике, связанной с приближением функций нескольких комплексных переменных.