帕德逼近
有理多項式近似法
一種特殊的有理函數逼近,也是非線性近似的一種方法,以法國數學家H.帕德的名字命名。
目錄
它不僅與逼近論中其他許多方法有著密切的關係,而且在實際問題特別是許多物理問題中有著廣泛的應用。設是在原點某鄰域內收斂的、具有復係數的馬克勞林級數。欲確定一個有理函數,式中,使得前次方的係數為0,即使得
此處約定。雖然所求得的和不惟一,但是比式卻總是惟一的。有理函數稱為的級帕德逼近,記為。由所形成的陣列稱為帕德表。
不難看出,帕德表中的第1行恰為冪級數F(z)的部分和序列。設的前項部分和為(z),則可以證明F(z)的帕德逼近的定義等價於:按方程組
,
且來確定。進而,如果F(z)於原點處次連續可微,則把上式中的(z)替換成F(z)后,它仍然等價於帕德逼近的定義。稱由此而得的方程組
為帕德方程組。這種轉化使得在計算帕德逼近時不必事先寫出F(z)的馬克勞林展開式。只要,則可更進一步證明上述方程組又等價於
。
這樣一來,帕德逼近在確定條件下,等價於一個有理函數的重插值問題。
對一切非負整數,下述條件
稱為 的正規化條件。該條件在帕德逼近理論中起著很重要的作用。例如,當F(z)滿足正規化條件時,對一切m與n而言總是不可約的。
帕德逼近已經有很多計算方法,而且還有多種重要推廣。
帕德逼近序列的收斂性問題通常是十分困難而又頗有興趣的。鑒於帕德逼近表中主對角線上的帕德逼近的數值性質為最好,以下僅列舉一個有關的收斂性結果:設,且是一個正整數序列。假定在內全純並且滿足。則的帕德逼近序列在每一個緊子集上一致收斂於,此處E是一個α維豪斯多夫零測度集。