关于函数逼近与计算第1页,共32页,星期日,2025年,2月5日所谓函数逼近是求一个简单的函数,例如是一个低次多项式,不要求通过已知的这n+1个点,而是要求在整体上“尽量好”的逼近原函数。这时,在每个已知点上就会有误差,函数逼近就是从整体上使误差尽量的小一些。2.数学描述“对函数类A中给定的函数,要求在另一类较简单的便于计算的函数类B中,求函数,使与之差在某种度量意义下最小。”第2页,共32页,星期日,2025年,2月5日函数类A通常是区间上的实连续函数,记作;函数类B通常是代数多项式,分式有理函数或三角多项式。中函数的-范数定义为:-范数,它满足范数的三个性质:I),当且仅当时才有;II)对任意成立,a为任意实数;III)对任意,有第3页,共32页,星期日,2025年,2月5日度量标准最常用的有两种,一种是在这种度量意义下的函数逼近称为一致逼近或均匀逼近;另一种度量标准是用这种度量的函数逼近称为均方逼近或平方逼近。这里符号及是范数。本章主要研究在这两种度量标准下用代数多项式逼近。第4页,共32页,星期日,2025年,2月5日3.维尔斯特拉斯定理用一致逼近,首先要解决存在性问题,即对上的连续函数,是否存在多项式一致收敛于?维尔斯特拉斯(Weierstrass)给出了下面定理:定理1设,则对任何,总存在一个代数多项式,使在上一致成立。证明:略。(伯恩斯坦构造性证明)第5页,共32页,星期日,2025年,2月5日假定函数的定义区间是[0,1],可通过线性代换:把映射到。对给定的,构造伯恩斯坦多项式,此为n次多项式:其中,且这不但证明了定理1,而且给出了的一个逼近多项式。多项式有良好的逼近性质,但它收敛太慢,比三次样条逼近效果差得多,实际中很少被使用。第6页,共32页,星期日,2025年,2月5日§2函数平方逼近用均方误差最小作为度量标准,研究函数的逼近多项式,就是最佳平方逼近问题。若存在,使就是在上的最佳平方逼近多项式.第7页,共32页,星期日,2025年,2月5日第8页,共32页,星期日,2025年,2月5日由于是关于的二次函数,利用多元函数求极值的必要条件于是有(内积定义)第9页,共32页,星期日,2025年,2月5日这是关于的线性方程组,称为法方程,由于线性无关,故系数行列式