автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Численные методы приближения функций и решения уравнений на основе непрерывных дробей

На правах рукописи

Корнеев Петр Кириллович

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРИБЛИЖЕНИЯ ФУНКЦИЙ И РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ НА ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНЫХ ДРОБЕЙ

05.13.18-Математическое моделирование, численные методы и комплексы про грамм

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ставрополь - 2006

Работа выполнена в Ставропольском государственном университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Червяков Николай Иванович .

Официальные оппоненты; доктор физико-математических наук, профессор

Симоновский Александр Яковлевич, кандидат физико-математических наук, доцент Краппов Александр Михайлович

Ведущая организация: Кубанский государственный университет

(г. Краснодар)

Защита состоится « 10 » ноября 2006 года в 16 часов 30 минут на заседании регионального дйссертациопного совета ДМ 212.256.05 при Ставропольском государственном университет? я о адресу:

355009, г. Ставрополъ/ул. Пушкина, 1,ауд. 214.

г) ' "

С диссертацией можно ознакомится в научной библиотеке Ставропольского государственного университета по адресу: г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1.

Автореферат разослан « 3 » октября 2006 года.

Ученый секретарь

регионального диссертационного совета, кандидат физико-математических у

наук, доцент

Л.Б. Копыткова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на огромное многообразие, численных методов, применяющихся в вычислительной практике для приближения функций и решения -уравнений, большая часть получена на основе полиномиальной аппроксимации данной функции f(x) или функции, обратной функции /(*). , ,,

Аппарат цепных дробей является более сложным и трудным по сравнению с аппаратом степенных рядов. Но в ряде областей математики и ее приложений он даетболее простые и значимые результаты решения многих задач: область сходимости цепной дроби, представляющей, данную функцию шире области сходимости степенного ряда, представляющего ту же функцию; разложение функции в цепную дробь сходится быстрее в данной точке х, чем степенной ряд для той же функции; устойчивость полинома с вещественными коэффициентами определяется без вычисления нулей этого полинома; расходящийся асимптотический ряд для функции f(x) обращается в сходящуюся цепную дробь; аппроксимациокные и.интерполяционные непрерывные дроби точнее приближают функцию вблизи тех точек, в которых она обращается в бесконечность; малая накопляемость вычислительной погрешности с ростом числа звеньев цепной дроби и т.д.

Поэтому целесообразно конструировать на основе теории цепных дробей эффективные численные методы, предназначенные для приближения функций (как одного, так и многих переменных) и решения уравнений. Проблема построения эффективных численных методов решения задач алгебры (решение систем линейных алгебраических уравнений, вычисление определителей трех диагональных и почти треугольных матриц и др.), анализа (решение скалярных уравнений, приближение функций полиномами и цепными дробями и др.), дифференциальных уравнений (задача .Коши, краевые задачи) является актуальной.

Объект п предмет исследования. Объект исследования —функциональные цепные дроби. Предмет исследования - численные методы приближения функций и решения уравнений, построенные на основе аналитической теории непрерывных дробей.

Целью диссертационной работы является конструирование (разработка) численных методов приближения функций и решения уравнений на основе аналитической теории цепных дробей.

Поставленная цель требует решения следующих задач:

1. Построить итерационные методы уточнения отделенных (изолированных) простых вещественных корней скалярного уравнения /(лг) = 0.

2. Приспособить полученные итерационные методы уточнения корней уравнения /(*)=О для вычисления приближенных значений функций.

3. Обобщить таблицу Паде для отношения стеленных рядов.

4. Построить таблицу Падс для тригонометрического ряда и ряда, сопряженного с ним.

5. Разработать комбинированные методы приближения функций двух переменных (а п п рокси ма цио нн ы й и интерполяционный).

6. Разработать методы вычисления определителей трехдн атональных и почти т реугольных матриц.

7. Разработать прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений с трехдиагональными и почтм треугольными матрицами.

Методология и методы проведенных исследований. Решение поставленных задач основывается на использовании теории чисел, алгебры, численных методов и алгоритмов, рядов и непрерывных дробей.

Для исследования были использованы следующие виды цепных дробей: .

- правильные С-цепные дроби (дроби Тиле);

- присоединенные цепные дроби;

- таблица Падс;

- интерполяционные цепные дроби;

- конечные восходящие цепные дроби.

Достоверность н обоснованность полученных в диссертационной работе теоретических результатов и формируемых на их основе выводов обеспечивается строгостью проводимых математических доказательств. Справедливость выводов относительно эффективности предложенных методов подтверждена численными расчетами.

Научная новизна полученных результатов.

t. Разработаны итерационные методы высокого порядка для решения нелинейных скалярных уравнений.

2. Итерационные методы решения нелинейных скалярных уравнений приспособлены к вычислению приближенных значений функций одного переменного.

3. Показано, что аппарат цепных дробей является мощным инструментом получения новых итерационных процессов, чем аппарат степенных приближений.'

4.' Показано, что аппроксимации Паде обладают самыми большими ап-проксимационными возможностями для конструирования итерационных процессов высокого порядка по сравнению с другими типами цепных дробей.

5. Таблица Падс обобщена для отношения степенных рядов.

6. Построена таблица Паде для тригонометрического ряда и ряда, сопряженного с пим.

7. Предложены два комбинированных метода приближения функций двух переменных: аппрокснмационный и интерполяционный.

8. Разработан метод вычисления определителей трехдиатональных матриц при помощи цепных дробей.

9. Разработан прямой метод решения систем линейных алгебраических уравнений с трехдна тональной матрицей, основой которого является пред-

ставление конечной восходящей цепной дробью первой либо последней координаты вектора решения.

10. Получено представление для определителей с почти треугольными матрицами в виде произведения конечных восходящих дробей.

11. Разработан прямой метод решения систем линейных алгебраических уравнений с почти треугольной матрицей, основой которого является представление конечной восходящей цепной дробью первой либо последней координаты вектора решения.

Практическая значимость полученных результатов.

1. Разработанные методы численного решения уравнений могут быть применены для математических моделей, основой которых являются нелинейные скалярные уравнения, дифференциальные уравнения как обыкновенные, так и в частных производных, сводящиеся к разностным схемам; системы линейных алгебраических уравнений, как с матрицами специальной структуры, так и с матрицами общего вида. ■

2. Сконструированные методы вычисления определителей матриц специальной структуры могут быть использованы в' различных областях прикладной математики (линейная алгебра, численный анализ и др.).

3. Предложенные методы приближения могут быть применены для вычисления значений функций, заданных дискретно или аналитически.

Основные положения диссертации выносимые на защиту:

1. Итерационные методы уточнения отделенных простых действительных корней скалярного уравнения /(*) = 0, построенные на основе цепных дробей,

2. Итерационные методы вычисления приближенных значении функций одного переменного, построенные на основе цепных дробей.

3. Разложение решения одного дифференциального уравнения Риккати в цепную дробь типа присоединенной.

4. Обобщение таблицы Паде для отношения степенных рядов.

5. Комбинированные методы приближения функций двух переменных.

6. Таблица Паде для тригонометрического ряда.

7. Методы вычисления определителей трехднаго нал ьны х й почти треугольных матриц при помощи конечных непрерывных дробей.

8. Прямые методы решения систем алгебраических уравнении с трехдиа-го нальны ми и почти треугольным матрицами при помощи конечных восходящих дробей.

Реализация результатов. Отдельные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе при подготовке студентов по специальностям 010200 - Прикладная математика и информатика и 010100 - Математика в ходе изучения дисциплины по выбору «Цепные дроби и их применения в вычислительной математике».

Апробация результатов диссертации. Результаты исследований докладывались на заседаниях научно-методического семинара кафедры приклад-

ной математики и информатики Ставропольского государственного университета (1978 г., 1980 г., 1982 г., 1995-1998 гг., 2003-2006 гг.); заседаниях научного семинара «Цепные дроби» (1972-1975 гг., 1977-1982 гг.); научных конференциях преподавателей и студентов Ставропольского государственного университета (1995-2006 гг.); научно-методической конференции по математике преподавателей педвузов (г. Махачкала, 1975 г.); всесоюзной научной конференции «Цепные дроби и их применение» (г. Львов, 1975 г.).

О публикой а шюсть результатов. Основные результаты диссертации опубликованы в 20 печатных работах: из них 4 — в изданиях, включенных в перечень научных и научно-технических журналов, издаваемых в Российской Федерации, рекомендуемых ВАК для опубликования основных результатов диссертационных исследований («Вестник Ставропольского государственного университета» и Республиканский сборник «Вычислительная математика и математическая физика»), 12 - в сборниках материалов региональных конференций, 4 - в отчетах о НИР по х/д тематике.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы (содержащего 103 наименования). Основная часть работы изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, поставлены цели и задачи исследования, сформулированы защищаемые положения, указаны научная новизна и практическая значимость полученных результатов исследования.

В первой главе дается обзор (анализ) численных методов при конструировании которых применяются различные аппроксимационные подходы и которые наиболее часто применяются в вычислительной практике для решения уравнений {методы Ньютона, секущих, Лобачсйсвдго, Чзбышева, Хелли, Доморяда, Эйткема, Гавурина, спуска, Рыбакова, полюсные и др.) и вычисления значений функций при помощи цепных дробей.

Вторая глава посвящена разработке итерационных методов решения нелинейных скалярных уравнений /(д)=0 при помощи разложения функции /(.\г) в ценную дробь [7.8,20].

На основе разложения /(¡с) в конечную правильную С-цепную дробь

Д\ С,(х-*,) С,(*-х) „ ,,Ч

*)=£„+ д . 1 . л | со

где х, — / -ос приближение к корню £ уравнения /(я)—0, коэффициенты с,, с,,,..,с, выражаются через коэффициенты тейлоровского разложения /(х) в окрестности приближения л,, получены четыре итерационных процесса

' 2а{х,) '

' 2А(х,) ' ^

/ = 0,1,2,...,

[а,А] - отрезок изолированности корня £.

Два первых метода известны, а методы (4) и (5) являются методами соответственно четвертого и пятого порядка, скорости сходимости которых описываются неравенствами

где С4, С5-константы.

На основе представления функции V (/"(л)}, обратной функции /(*), конечной дробью Тиле получен итерационный метод (л + ])-го порядка _ у /(*,) /(*,) /(*,)

' Ш^ Ш^)]- -Щ^г (7)

I = 0,1,2,.., л, е [а,Ь\

где ^(х^уДяХ-чУ.ОО - обратные производные функции ^ [/{*)], функция (у(/"(х)) допускает существование непрерывной производной до (и + 1)-го порядка.

Скорость сходимости итерационного процесса выражается неравенством

(8)

Формула (7) на самом деле содержит п итерационных процессов 2-го, 3-го, ..., л-го порядка. При п = 1 и « = 2 формула (7) дает методы Ньютона и касательных гипербол (Хелли); при п = 3,4,... — методы, отличные от методов Чебышева.

Посредством представления функции ц/{/{х)), обратной функции к /{х), конечной дробью Тиле типа присоединенной построен итерационный метод порядка (2 и+ I);

' = 0,1,2,..., (9)

где итерационная функция

V = V 111 л.

/ ^ЧК -

уМ)г>(/)-/ _г, (/)•/*

_У,СГ)-Ш)-Г

Функция <р(/) допускает существование непрерывной производной до порядка 2л+ 1 включительно. Скорость сходимости метода (9) выражается неравенством

^-^си^-*,!1"1. <п)

Здесь также надо отметить, что формула (9) содержит п методов 3-го, 5-го, 7-го,.... 2л+ 1 порядка. При и = 1 формула (9) дает метод касательных гипербол.

При помощи представления функции /(л) аппроксимациями Паде получены два (две серии) итерационных метода (итерационных методов), порядки которых 1 + 2 и / + 3 соответственно:

1) =<*\,(хД / = 0,1,2,..., *,е|<М>],

где итерационная функция

А,(*) Л»'

О

Ф(х)=х-/(х)-

/'(*) /М

(12) (13)

Л*)

О

о

2)

¿/»М ^/"»М ^/-»М

А = 1,/= 0,1,2,..,я;

*»| = фи(*Л / = 0,],2,..., хае[а,ь],

№

(14)

2А(х,) к = 2, / = 0,1,2,..,л.

Скорости сходимости итерационных методов (12) и (15) выражаются неравенствами:

(15)

(16)

(18)

Серия методов (12) содержит метод Ньютона, метод касательных гипербол, методы Доморяда, методы, основанные на теореме Кёнига. Таким образом, применение аппроксимаций Паде для разработки итерационных методов позволяет строить те же самые методы, не прибегая к теореме Кёнига. Серия методов (15) содержит в себе методы (4), (5). Следует отметить, что процессы Доморяда есть частный случай итерационных процессов сконструированных на основе теоремы Кёнига,

На основе представления функции у/(/(л)), обратной функции /(х), аппроксимациями Паде получен итерационный метод (серия итерационных ме-

к =0,1,2,..., / = 0,1 X«., к.+1-п,

Л ) в,ШУ

Р1{/), 0,{/) — многочлены относительно функции /(л);

¿ч/ч*) &/"■(*) Ы1 1аО - Т",Г(х)

Ф)= - м

I /(*) ... /'(*)

а(/> - »

-{19)

где - производные функции <//(/), обратной функции /(*). Ско-

рость сходимости метода (19) описывается неравенством

.....• '

Отметим, что на основе представления функции обратной функ-

ции /(*), аппроксимациями Паде, получен наиболее общий результат в вопросе разработки итерационных методов. Итогом этого подхода является ' двумерная прямоугольная таблица методов порядка Л + / +1. где к и / степени многочленов й(/):

Фо,

ф.» ф» ф»

«м

фм «и **

ЛЛ.Ф».«.- итерационные процессы Чебышева, Фю.Фц.Фл.Фи.Фц.Ф»,- — итерационные процессы (7), Ф„,Фа,Фъ}итерационные процессы (9),

При помощи интерполирования функции /(зс) цепными дробями типа правильных С-цепных дробей полученытри интерполяционных итерационных метода, отличных от метода Мюллера (метода парабол). Эти методы являются трехточечными, четырехточечн ым и, пятиточечными, порядки скоростей сходимости которых соответственно равны 1.84, 1.94, 1,97.

Интерполирование обратной функции ^С/) цепными дробями типа правильных С-цепных дробей позволило построить очень удобные для вычислений многоточечные итерационные схемы:

, = х___-у-' . - /2П

где

.....- (22)

значения обратной функции в узлах

.....У,-. (23)

- обратные разделенные разности функции Г{/) на системе дан-пых (22), (23). Оценка отклонения от корня { и скорость сходимости процесса (21) выражаются неравенствами;

^-^игС^ПЫ, <24>

(25>

Глава 3 посвящена разработке методов вычисления приближенных значений функций одного и двух переменных при помощи цепных дробей [2, б, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18,19].

Все итерационные методы, разработанные для уточнения приближенных значений корней скалярного уравнения /(х) = 0, приспособлены для вычисления приближенных значений функции /(*). Например, метод (7) для итерационного уточнения корня уравнения /(*) = 0 преобразуется в итерационный метод вычисления приближенных значений функции у /{*):

,1ЛШУ1.£Ш ЕШ (26)

а. а, а,

' = 0,1.2,..., ул е [с,<*], где функция у»/(*) задается неявно х— точка, о которой вы-

числяется значение функции у = /(х), а, (/= 1,2,....п) - обратные производные функции, обратной Г. Метод касательных гипербол, как частный случай формулы (26), теперь будет выглядеть следующим образом;

Г{х,у,) У, )•/=-{*. Л )

(27)

1 I = 0,1,2,..., у0^[с,(1].

Распространенным видом приближения функций /{х) одной переменкой является приближение их рациональными функциями. Основным источником таких приближений являются цепные дроби. Метод же Паде позволяет строить рациональные функции ^(*)/£?,(*), где /■„(*) и 0,(х) — многочлены степени к и I соответственно, для степенного ряда , не прибегая к разложи-

м

нию функции в цепную дробь. Нередко разложение функции в степенной ряд является сложным (например, для * ) и в то же время известно представление ее в виде отношения степенных рядов. Поэтому естественно обобщить метод Паде, получив формулу приближения рациональными функциями отношения степенных рядов. Такая формула найдена [14]:

0 0 ... 0 [ X ... д*

"о 0 ... 0 А 0 0 ... 0

«1 в» ... 0 Л Ь* 0 ... 0

«г «1 ... 0 А, Ь, К ... 0

а1лг «»♦1-1 ... я, ¿им ... ь,

1 I1 ... л' 0 0 ... 0

«0 .0 0 .....0 ■ ч 0 ... 0

«1 0 ... 0 Ь* ... 0

в® ... 0 V Ь, ... 0

... <!„ ... ь,

(28)

а(*)*о, % е (о, л).

Если ¿и = 1, Ь, =0 {¡ = 1,2,,..), то из формулы (28) получается таблица Паде для степенного ряда:

(29)

Яцц ... а,,,** ....

... а1

1 X хг .

а» - -

-

С использованием идей Паде построена таблица дробно-рациональных аппроксимаций в виде отношения (*)/£>,(*) тригонометрических полиномов,

порядки которых к и для тригонометрического ряда Фурье

* ■

а0 + см та + Ь„ гт ад)

и ряда, сопряженного с ним [13]:

О И/ _ уД Л_'_■■„

I—О ¿»О

коэффициенты сг,Ыг,сг,(/'г находятся из системы уравнений:

(31)

(32)

(33)

о„ = 1,6^ = 0,если =0,если

Аппроксимации Паде для ряда, сопряженного с рядом (31) имеют аналогичный вид.

На основе комбинированного приближения функций двух переменных поликомом Тейлора и конечной правильной С-цепной дробью получено представление функции двух переменных [6]:

Гк^

ЯТ7--ТТТл-к = 2р [или к = 2р + 1),

точка £ = , ) находится в 5 -окрестности точки л(0) = (х^'.л^). На основе комбинированного интерполирования функции двух переменных интерполяционным полиномом Лагранжа и интерполяционной цепной

(34)

(35)

дробью Тиле получено следующее представление функции двух переменных [51:

<4

Г. =

оЬ)

Г<ху)=р(х-у) + г п ,у) 0{у) "

б> (У) 91

(37)

(« + 1) дх

«?,(*) | д'*"*1 (и + 1>* (« + ]>' дх"'дх

(/(¿.чО-еЫ*

тт[х,х,]<£ спах^.х,], ш¡п[у,]<7<тпах[у,>>,],

Глава 4 посвящена разработке методов вычисления определителей трех-диагональных и почти треугольных матриц и прямых методов решения систем линейных алгебраических уравнений на основе обыкновенных и восходящих ценных дробей [1,3,4].

Посредством обыкновенных цепных дробей получены два представления определителя трехд на гопал ыюй матрицы:

а,

О О

Ь,

о о

"в-1

о

"л-1

с.

где

^ Я.-1 а, )

(39)

а» )

* В, ' 1 = п,п-

На основе восходящих цепных дробей получены два представления определителя правой почти треугольной матрицы:

«11 ап а)} . а»

а» ап . ■ а1»

д.» 0 • в*

0 0 0 . • от

= Пс„

где

С, =«,„ Сг =<хя-5*"Лм,

С,

с,

(41)

(41')

(42)

= «„■> Ц.1 = '

О.

; д.

- - «1.

г\ ~ ап ~ ~ О,. - - И(,

1 " " Д " О, ° Вя .

С,(/ = 3,4,...,/)), Ц(/ = я — 2,я-3, ...,1) являются восходящими цепными дробями.

Аналогичные результаты получены для определителя левой почти треугольной матрицы.

К вычислению определителей почти треугольных матриц сводятся многие задачи: определение коэффициентов ряда, получающегося при делении двух сходящихся степенных рядов, когда знаменатель—ряд не имеет нулей, нахождение чисел Бернуллн, применение итерационных процессов, построенных на основе теоремы Кбнига, и др.

На основе результатов (39), (40), (41), (42) построены прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений с трехднагональпыми и почти треугольными матрицами.

Пусть дана система уравнений

= / (43)

с трехдиагональной матрицей А. Тогда последняя координата вектора решения представляется восходящей цепной дробью:

Т^'Т^--«"""^' (44>

Д находятся по формулам (391). Остальные координаты вектора решения определяются обратной подстановкой.

Аналогично находится представление восходящей цепной дробью последней координаты вектора решения системы линейных уравнений с правой почти треугольной матрицей

Лх = /:

где С, находятся по формулам (41'), Остальные координаты вектора решения определяются обратной подстановкой.

Полученный прямой метод решения систем с почти треугольной матрицей можно применять и к решению систем линейных уравнений с матрицей общего вида, сведя ее предварительно к системе с почти треугольной матрицей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в диссертационной работе исследования имеют своей целью разработать эффективные численные методы приближения функции и решения уравнений на основе цепных дробей. Получены следующие научные и практические результаты.

1. Предложены новые итерационные методы высоких порядков для уточнения приближенных значений корней скалярных уравнений на основе приближения:

- даппий фу пи иии /(я) конечной ПрйбМЛвНОЙ С-ИСШГОЙ дрсббЮ («Ш дробью Тиле);

- функции, обратной функции /(*)> конечной правильной С-цепной дробью;

- функции, обраТДОЙ Л?ШЖ}Й Функции Хт). П1>Ш>Р-ЛииеннпЙ |)ег?ипй дробью;

- данной функции /(дг) таблицей Паде;

- функции, обратной данной функции, таблицей Паде;

- дайной функции /(дг) интерполяционной линейной цепкой дробью;

— функции, обратной данной функции /{*), интерполяционной линейной цепной дробью.

2. Итерационные методы, перечисленные в пункте I приспособлены к вычислению приближенных значений функций одного переменного.

3. Таблица Паде обобщена для отношения степенных рядов. Выведена формула остаточного члена.

4. Построена таблица Паде для тригонометрического ряда и ряда, сопряженного с ним.

5. Предложены два комбинированных метода приближения функций двух переменных: аппроксимационный и интерполяционный.

6. Разработано представление определителя трехдиагональноЙ матрицы в виде произведения конечных цепных дробей, элементами которых являются элементы данной матрицы,

7. Сконструирован прямой метод решения систем линейных уравнений с трехдиагональ ной матрицей, сущность которого состоит в том, что либо первая либо последняя координата вектора решения представляется в виде конечной восходящей цепной дроби, частными числителями которой являются элементы матрицы, а частными знаменателями — обыкновенные цепные дроби, составленные из элементов матрицы.

. Выведено представление определителя почти треугольной матрицы в виде произведения конечных восходящих цепных дробей.

9. Разработан прямой метод решения систем линейных уравнений с почти треугольной матрицей, сущность которого состоит в том, что, либо первая, либо последняя координата вектора решения представляется в виде конечной восходящей цепной дроби; остальные методы находятся методом обратной подстановки.

10. Полученный способ решения систем с почти треугольной матрицей можно применять и к решению систем линейных уравнений с матрицей общего вида, сведя ее предварительно к системе с почти треугольной матрицей.

11. Все предложенные методы программируются.

12. Разработанные методы численного решения уравнений могут быть с успехом применены для математических моделей, основой которых являются нелинейные скалярные уравнения; дифференциальные уравнения как обыкновенные, так и в частных производных, решения которых сводятся к решению разностных схем; системы линейных алгебраических уравнений как с матрицами специальной структуры, так и с матрицами общего вида.

Основные результаты диссертационной работы достаточно полно изложены в следующих печатных работах автора:

1. Корнеев П.К. Вычисление определителей почти треугольных матриц при помощи цепных дробей // Вестник Ставропольского государственного университета. - Ставрополь: изд-во СГУ,№ 43,2005. - С. 63-65.

2. Корнеев П.К. Вычисления значений функции при помощи цепной дроби. — Отчет о НИР по х/т №80, ВНТИ, № roc, per. 80012610, 1980.

3. Корнеев П.К. О решении систем линейных уравнений с почти треугольной матрицей // Физико-математические науки на современном этапе развития Ставропольского государственного университета: Материалы 50-й научно-методической конференции преподавателей и студентов «Университетская наука-региону».-Ставрополь: изд-во СГУ, 2005.— С. 151-155.

4. Корнеев П.К. О решении систем линейных уравнений с трехдиаго-нальной матрицей // Вестник Ставропольского государственного университета.-Ставрополь: Изд-во СГУ, 2004, №38.-С. 69-72.

5. Корнеев П.К. Об одном подходе к интерполированию функций двух переменных//Вестник СГУ. - Ставрополь: Изд-во СГУ, 1997. - С. 37-40.

6. Корнеев П.К. Об одном подходе к приближению функций двух переменных // Проблемы физико-математических паук: Материалы 51-й научно-методической конференции преподавателей и студентов «Университетская наука-региону».-Ставрополь: Изд-во СГУ, 2006 г.-С. 121-125.

7- Корнеев П.К. Построение итерационных методов для решения скалярных уравнений при помощи таблицы Паде // Проблемы физико-математических наук: Материалы 50-й научно-методической конференции преподавателей и студентов «Университетская наука — региону». — Ставрополь: Изд-во СГУ, 2005.-С. 155-157.

8. Корнеев П.К. Построение итерационных процессов высших порядков для вычисления значений функций при помощи аппроксимаций Падэ // Вестник СГУ. - Ставрополь: Изд-во СГУ, №7, 1996. - С. 43-46.

9. Корнеев П.К. Построение итерационных процессов высших порядков при помощи цепных дробей // Вычислительная математика и математическая физика, выпуск 2. - М., 1982. - С. 121-127.

10. Корнеев П.К. Построение итерационных процессов для вычисления значений при помощи аппроксимации Падэ // Проблемы естественных наук: Материалы научной конференции «Университетская наука - региону». -Ставрополь: Изд-во СГУ, 1996. - С. 83-84.

11. Корнеев П.К. Построение итерационных процессов для вычисления значений функций при помощи цепных дробей // Вестник СГУ. - Ставрополь: Изд-во СГУ, № 2, 1995. - С. 95-98.

12. Корнеев П.К. Приближение функций многих переменных цепными дробями // Цепные дроби. - Ставрополь; СГПИ, 1977. - С. 122-126.

13. Корнеев П.К. Приближения Паде для тригонометрического ряда Фурье и ряда, сопряженного с ним // Цепные дроби и их применение, — Киев; Ин-т математики АН УССР, 1976. - С. 66-67.

14. Корнеев П.К. Рациональные приближения функций // Вычислительная математика и математическая физика, вып. II. - Москва, 1975. - С. 222-231.

15. Корнеев П.К. Решение одного дифференциального уравнения Рик-

w . а

кати с помощью цепной дроби вида у = 7-"—г Ч Физико-математические

+с„* -

науки: Материалы 49-й научно-методической конференции преподавателей и студентов «Университетская наука — региону». — Ставрополь: изд-во СГУ, 2004. - С. 114-116.

16. Корнеев П.К., Брановский Ю.С., Макоха А.Н. Более общие, формулы . интерполяции цепными дробями. — Часть .отчета о .НИР по х/д №45, ВИТИ, № гос. per. 78007356, 1978 г. ,

17. Корнеев П.К., Брановский Ю.С., Макоха А.Н, Интерполирование функций Многих переменных ветвящимися цепными дробями. — Часть отчета о НИР по х/д №45, ВНТИ, № гос. per, 78007356, 1978 г,

18. Корнеев П.К., Брановский Ю.С., Макоха А.Н. Интерполяция кратными дробями. — Часть отчета о НИР.по х/д №45. ВНТИ, № roc. per. 78007356,1978 г.

19. Корнеев П.К., Брановский Ю.С., Макоха А.Н. Приближение и интерполирование функций многих переменных цепными дробями. - Отчет о НИР по х/т№45, ВНТИ, № гос. per. 78007356, 1978 г.

20. Корнеев П.К., Гончарова E.H. Построение многоточечных итерационных процессов с помощью интерполирования цепными дробями // Проблемы физико-математических наук: Материалы XLIIt научно-методической конференции преподавателей и студентов «Университетская наука - региону». - Ставрополь: Изд-во СГУ, 1998. - С. 94-95.

Подписано в печать 5.10.2006 Бумага офсетная. Печать офсетная. Формат 60x84/16. Усл.печ. 1,22. Уч.-изд.л. 1,16. Тираж 100. Заказ 346.

Северо-кавказский социальный институт 355037, г. Ставрополь, ул. Доваторцев, 38.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ И ВЫЧИСЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ФУНКЦИЙ. ОБЗОР (АНАЛИЗ).

1.1. Методы решения линейных скалярных уравнений.

1.2. Решение уравнений при помощи цепных дробей.

1.3. Вычисление значений функций.

Выводы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ИТЕРАЦИОННЫХ МЕТОДОВ ПРИ ПОМОЩИ ЦЕПНЫХ ДРОБЕЙ.

2.1. Методы, основанные на разложении функции в цепную дробь.

2.2. Методы, основанные на разложении в цепную дробь функции, обратной данной функции.

2.3. Методы, основанные на представлении функции таблицей Паде.

2.4. Методы, основанные на представлении функции, обратной к функции /(х), таблицей Паде.

2.5. Методы, основанные на аппроксимации функции интерполяционными цепными дробями.

Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ФУНКЦИЙ.

3.1. Методы, основанные на разложении функции в цепную дробь.

3.2. Методы, основанные на разложении в цепную дробь функции, обратной данной функции.

3.3. Таблица Паде для отношения степенных рядов.

3.4. Аппроксимации Паде для тригонометрического ряда Фурье и ряда, сопряженного с ним.

3.5. Комбинированное приближение функций двух переменных.

3.6. Комбинированное интерполирование функции двух переменных.

Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРЯМЫХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ С МАТРИЦАМИ СПЕЦИАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ.

4.1. Вычисление определителей трехдиагональных матриц с помощью цепных дробей.

4.2. Решение систем линейных уравнений с трехдиагональной матрицей

4.3. Вычисление определителей почти треугольных матриц при помощи цепных дробей.

4.4. Решение систем линейных уравнений с почти треугольной матрицей

Выводы.

Объектом исследования данной диссертационной работы являются бесконечные цепные дроби, т.е. выражения вида o = b0 +-^-. (1)

Ь.+-^----- ^ а.,

В большинстве зарубежных работ вместо «цепная дробь» употребляется название «непрерывная дробь». Мы будем использовать оба названия. Величины Ьй,Ьу,Ьг,.,Ьп,.,с1\,аг,.,ап,. называются элементами цепной дроби. В частности а]ьа2,.,ап,. называются частными числителями, bvb2,.,b„,. - частными знаменателя цепной дроби (1); Ь0 - ее свободным членом. Дробь — К называется п-м звеном цепной дроби (1).

Для записи цепной дроби (1) будем пользоваться предложенной Роджерсом формой со = к + + (2) hi ь»

Для большей компактности будем использовать и такое обозначение ю = (3) ьп введенное Хлопонинын С.С. Конечная цепная дробь а, , а, си а„ /=1 Ь, Ь1 Ь2 К называется и-ой подходящей дробью цепной дроби (1) и обозначается fn=AJBn. Таким образом, цепной дроби соответствует последовательность подходящих дробей:

A. Al /5)

Изучение конечных цепных дробей, т.е. выражений вида I г а,

---------7

1 ch b2+- 3 К началось в конце XVI в. в статье Бомбелли [2]. Выражения вида (6) получаются при повторном применении алгоритма Евклида. Некоторые историки математики утверждают, что использование выражений вида (6) восходит к индийской или даже греческой математике. Бесконечные цепные дроби впервые были рассмотрены лордом Броункером (1620-1684), первым президентом Королевского общества. Ему принадлежит представление числа л в виде бесконечной цепной дроби: п 1

Г.+■

2 +

2 +

52

2 + .

2 + .

В теории непрерывных дробей сложилось два направления: теоретико-числовое и аналитическое. Теоретико-числовое направление занимается изучением непрерывных дробей с частными числителями ап = 1 и целыми положительными частными знаменателями [89]. В этом направлении непрерывные дроби использовались для рационального приближения значений алгебраических чисел и числа л. Применение непрерывных дробей в теории чисел началось в XVII веке работами Швентера, Гюйгенса и Валлиса, достигло крупных результатов в работах Эйлера и затем было расширено Лагранжем, Лежандром, Гауссом, Галуа и их последователями.

Аналитическое направление исследует цепные дроби более общего вида: в аналитической теории рассматриваются цепные дроби, элементы которых - линейные и полиномиальные функции комплексного аргумента. Здесь требуется лишь одно - элементы цепной дроби должны принимать только конечные значения, если не будут указаны более конкретные ограничения.

Разложения функций комплексного переменного в цепные дроби были введены Эйлером и стали важным средством аппроксимации специальных классов аналитических функций в работах Эйлера, Ламберта, Лагранжа. Гауссом было введено в 1813 г. разложение в непрерывную дробь для отношения гипергеометрических функций [23, 97]. Как следствие этого результата появились ортогональные многочлены.

В прошлом веке различие целей теоретико-числового и аналитического приложений аппарата непрерывных дробей привело к раздвоению развития теории. Одна из возникших ветвей - аналитическая теория цепных дробей. Основной предмет ее исследований - теория разложения и сходимости непрерывных дробей, элементами которых являются линейные функции комплексного переменного z. Эти исследования важны потому, получающиеся при этом конечные цепные дроби представляют собой рациональные функции от z, аппроксимирующие функцию f(z) и дающие разложения в смысле Эрмита в классе рациональных функций.

Аналитическая теория цепных дробей занимала ведущее положение в классическом анализе 19 века. В этой области работали крупнейшие аналитики: Лаплас, Лежандр, Якоби, Эйзенштейн, Гейне, Лаггер, Риман, Стилтьес, Чебышев, Марков, Фрбениус и Пуанкаре. Их исследования оказали далеко идущее влияние на развитие математики. Особенно это относится к работам Стилтьеса, которые привели к таким важным исследованиям, как проблема моментов, теория интеграла Стилтьеса, изучение сходимости последовательностей гомоморфных функций. В работах Пуанкаре и Стилтьеса, в которых применялись разложения в цепные дроби к расходящимся рядам, появились асимптотические разложения.

Таким образом, влияние теории цепных дробей на развитие классического анализа в XIX веке оказалось особенно плодотворным. Были периоды, когда в XX веке аналитики, работающие в наиболее классических областях, стали редко интересоваться цепными дробями и теория непрерывных дробей стала специальным разделом, в котором работал ограниченный круг аналитиков.

В 60-70-х гг. XX века произошел бурный 'рост применения цепных дробей в физических проблемах. Аппроксимации Паде стали главным вычислительным средством в задачах теоретической физики, что привело к оживлению в теории цепных дробей. Как отклик на эти события появилось несколько монографий по цепным дробям [23, 11, 1, 14, 82].

Приведем некоторые проблемы, решение которых поясняет плодотворность использования непрерывных дробей в вычислениях.

1) Цепные дроби дают более общие представления (разложения) трансцендентных функций, чем классическое представление степенным рядом. Например, степенной ряд для мероморфной -функции в точке х представляет эту функцию только до ближайшего полюса; для некоторых меро-морфных функций существуют представления цепными дробями, которые представляют эту функцию всюду на комплексной плоскости, за исключением полюсов. Таким образом, область сходимости цепной дроби, представляющей некоторую функцию, может быть шире области сходимости степенного ряда, представляющего ту же функцию.

2) Разложение функции в цепную дробь сходится в данной точке л: быстрее, чем степенной ряд для той же функции.

Функция arclgz имеет следующее разложение в непрерывную дробь:

Эта дробь сходится на всей плоскости комплексного переменного г, исключая полуинтервалы мнимой оси (-/со,-/], [/,<»/).

Разложение в ряд Тейлора функции arctgz в точке z = О 12 2 ->2 2 -,2 z 1 • z 2 • z j •

->2 I л2 j -z 4 -z

7) 9

Z' Z arclg z = z--+ —

3 5

7 9 сходится при |z|<l, гФ±1. Чтобы вычислить при помощи ряда л/4 = arctg 1 с ошибкой, не превышающей 10~7, нужно просуммировать члены до (приблизительно) степени 106 разложения (8). Можно показать, что arctg 1 может быть вычислен с ошибкой, меньшей 10"7, с использованием 9-ой подходящей дроби цепной дроби (7).

3) Известно приложение, которое непрерывные дроби находят в теории управления. Сущность в следующем. Необходимо установить устойчивость полинома с вещественными коэффициентами, т.е. будут ли все его нули иметь отрицательные вещественные части. Отвечают на этот вопрос за конечное число шагов и без вычисления самих нулей следующим образом. Возьмем для определенности многочлен шестой степени

Р(х) = а0 +а1х + а2х2 + . + аьхь. Строим рациональную функцию ай+а2х +а4х +аьх используя коэффициенты полинома Р(х). Функция R(x) называется тестовой функцией устойчивости полинома. При помощи известного алгоритма функцию R(x) можно представить в виде цепной дроби м 1 1 1

Ь\Х Ь2х Ь()х

Данный полином устойчив в том и только в том случае, когда все Ь, > 0.

4) В прикладной математике результаты решения задач получаются в виде асимптотических рядов вида

XXX при чем ряд расходящийся при всех х. Оценку f(x) при помощи такого ряда нельзя получить с произвольной точностью для любого значения х. И здесь помогают цепные дроби. Асимптотический ряд обращают (алгоритм обращения известен) в цепную дробь вида a^ a L

X + А" + "+ х *'"

Находят, что цепная дробь сходится и что она действительно представляет искомую функцию f{x). Этот подход, к сожалению, является, эмпирическим.

5) Аппроксимационные и интерполяционные цепные дроби качественнее описывают приближаемые функции вблизи тех точек, в которые функции обращаются в бесконечность [5, 8, 23, 97].

6) Свойство цепных дробей мало накоплять погрешность с ростом числа звеньев цепной дроби имеет огромное значение для вычислительной математики [14, 23, 82, 66].

Так как теория цепных дробей обладает рядом замечательных свойств (рядом преимуществ) по сравнению с теорией степенных рядов, то целесообразно конструировать на основе теории цепных дробей эффективные численные методы, предназначенные для приближения функций (как одного, так и многих переменных) и решения уравнений. Проблема построения эффективных численных методов для решения задач алгебры, анализа, дифференциальных уравнений является актуальной.

Таким образом, предметом данного исследования являются численные методы, построенные на основе теории непрерывных дробей.

Целью диссертации является конструирование численных методов приближения функций и решения уравнений, доказательство их сходимости, вывод остаточных членов, выяснение скорости сходимости, сравнение на эффективность полученных методов и известных методов, предназначенных для решения тех же задач.

Поставленная цель требует решения следующих задач:

1. Построить итерационные методы уточнения отделенных простых вещественных корней скалярного уравнения f(x) = 0.

2. Приспособить полученные итерационные методы уточнения корней уравнения f(x)=0 для вычисления приближенных значений функций.

3. Обобщить таблицу Паде для отношения степенных рядов.

4. Построить таблицу Паде для тригонометрического ряда и ряда, сопряженного с ним.

5. Разработать комбинированные методы приближения функций двух переменных (аппроксимационный и интерполяционный).

6. Разработать методы вычисления определителей трехдиагональных и почти треугольных матриц.

7. Разработать прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений с трехдиагональными и почти треугольными матрицами.

Методология и методы проведенных исследований. Решение поставленных задач основывается на использовании теории чисел, алгебры, численных методов и алгоритмов, рядов и непрерывных дробей.

Для целей исследования были использованы следующие типы цепных дробей: а) правильные С-цепные дроби (дробь Тиле) [8, 5, 23, 97]; б) присоединенные цепные дроби [23, 97, 82]; в) таблица Паде [4, 10]; г) интерполяционные цепные дроби [7, 73, 90, 30, 82]; д) восходящие цепные дроби [3, 99].

Достоверность и обоснованность полученных в диссертационной работе теоретических результатов и формируемых на их основе выводов обеспечивается строгостью проводимых математических доказательств. Справедливость выводов относительно эффективности предложенных методов подтверждена численными расчетами.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Разработаны итерационные методы высокого порядка для решения нелинейных скалярных уравнений.

2. Итерационные методы решения нелинейных скалярных уравнений приспособлены к вычислению приближенных значений функций одного переменного.

3. Показано, что аппарат цепных дробей является более плодотворным источником получения новых итерационных процессов, чем аппарат степенных приближений.

4. Показано, что аппроксимации Паде обладают самыми мощными аппрок-симационными возможностями для конструирования итерационных процессов высокого порядка по сравнению с другими типами цепных дробей.

5. Таблица Паде обобщена для отношения степенных рядов.

6. Построена таблица Паде для тригонометрического ряда и ряда, сопряженного с ним.

7. Предложены два комбинированных метода приближения функций двух переменных: аппроксимационный и интерполяционный.

8. Разработан метод вычисления определителей трехдиагональных матриц при помощи цепных дробей.

9. Разработан прямой метод решения систем линейных алгебраических уравнений с трехдиагональной матрицей, основой которого является представление конечной восходящей цепной дробью первой либо последней координаты вектора решения.

10.Получено представление для определителей с почти треугольными матрицами в виде произведения конечных восходящих дробей.

11.Разработан прямой метод решения систем линейных алгебраических уравнений с почти треугольной матрицей, основой которого является представление конечной восходящей цепной дробью первой либо последней координаты вектора решения.

Практическая значимость полученных результатов.

1. Разработанные методы численного решения уравнений могут быть с успехом применены для математических моделей, основой которых являются нелинейные скалярные уравнения; дифференциальные уравнения как обыкновенные, так и в частных производных, сводящиеся к разностным схемам; системы линейных алгебраических уравнений как с матрицами специальной структуры, так и с матрицами общего вида.

2. Разработанные методы вычисления определителей матриц специальной структуры могут быть использованы в различных областях прикладной математики.

3. Разработанные методы приближения могут быть применены для вычисления приближенных значений функций, заданных аналитически или дискретно (таблично).

4. Некоторые результаты работы внедрены в учебный процесс Ставропольского. государственного университета: ведется дисциплина по выбору «Применение теории цепных дробей в вычислительной математике» для студентов старших курсов физико-математического факультета специальностей «Прикладная математика и информатика» и «Математика».

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Итерационные методы уточнения отделенных простых действительных корней скалярного уравнения /(х) = 0, построенные на основе цепных дробей.

2. Итерационные методы вычисления приближенных значений функций одного переменного, построенные на основе цепных дробей.

3. Обобщение таблицы Паде для отношения степенных рядов.

4. Таблица Паде для тригонометрического ряда и ряда, сопряженного с ним.

5. Комбинированные методы приближения функций двух переменных.

6. Методы вычисления определителей трехдиагональных и почти треугольных матриц при помощи конечных непрерывных дробей.

7. Прямые методы решения систем алгебраических уравнений с трехдиаго-нальными и почти треугольным матрицами при помощи конечных восходящих дробей.

Апробация результатов диссертации. Результаты исследований докладывались:

1. На заседаниях научно-методического семинара кафедры прикладной математики и информатики Ставропольского государственного университета

1978 г., 1980 г., 1982 г., 1995-1998 гг., 2003-2006 гг.).

2. На заседаниях научного семинара «Цепные дроби» (1972-1975 гг., 1977-1982 гг.).

3. На научных конференциях преподавателей и студентов Ставропольского государственного университета (1995-2006 гг.).

4. На научно-методической конференции по математике преподавателей педвузов (г. Махачкала, 1975 г.).

5. На Всесоюзной научной конференции «Цепные дроби и их применение» (г. Львов, 1975 г.).

Онубликованность результатов. Материалы диссертации опубликованы в 20 научных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы (содержащего 103 наименования). Основная часть работы изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу.

Выводы

1. Построен метод вычисления определителей трехдиагональных матриц при помощи обыкновенных цепных дробей.

2. Сконструирован прямой метод решения систем линейных алгебраических уравнений с трехдиагональной матрицей, в основе которого лежит представление первой либо последней координаты вектора решения в виде восходящей цепной дроби.

3. Разработан метод вычисления определителей почти треугольных матриц при помощи восходящих цепных дробей.

4. Предложен прямой метод решения систем линейных алгебраических уравнений с почти треугольной матрицей, в основе которого лежит представление первой либо последней координаты вектора решения в виде восходящей цепной дроби, частными числителями которой являются элементы матрицы, а частными знаменателями - восходящие дроби.

5. Построенный прямой метод решения систем линейных алгебраических уравнений с почти треугольной матрицей можно применять и к peineнию систем линейных уравнений с матрицей общего вида, сведя ее предварительно к системе с почти треугольной матрицей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в диссертационной работе исследования имеют своей целью разработать эффективные численные методы приближения функции и решения уравнений на основе цепных дробей.

Получены следующие научные и практические результаты.

1. Предложены новые итерационные методы высоких порядков для уточнения приближенных значений корней скалярных уравнений на основе приближения:

- данной функции /(х) конечной правильной С-цепной дробью (или дробью Тиле);

- функции, обратной функции /(х), конечной правильной Сцепной дробью;

- функции, обратной данной функции /(х), присоединенной цепной дробью;

- данной функции /(х) таблицей Паде;

- функции, обратной данной функции, таблицей Паде;

- данной функции /(х) интерполяционной линейной цепной дробью;

- функции, обратной данной функции /(х), интерполяционной линейной цепной дробью.

2. Итерационные методы, перечисленные в пункте 1 приспособлены к вычислению приближенных значений функций одного переменного.

1. Baker G.A., Jr., Gammel J.L., eds. The Pade approximant in theoretical physics. New York: Academic Press, 1970. - 502 p.

2. Bombelli R. L'Algebra. Venezia, 1572.

3. Hessenberg G. Kettentheory und wohlordnung. J. Math. Berlin, 135 (1908)/ -P. 81-133.

4. Miiller D.E. A method for solving algebraic equations using en automatic computer, Mathematical Table, October 1956, V X. - P. 208-215.

5. Perron 0. Die lehre der Kettenbriiceh, Leipzig und Berlin. Stuttgart, 1957.

6. Schroder, E. Uber unendlich viele Algorithmen zur Auflosung der Gleichungen. Math. Ann. 2, 1870.

7. Thiele T.N. Interpolationsrechnung. Leipzig, 1909.

8. Wall H.S. Analitic theory of continued fractions. N.Y., 1948.

9. Амосов A.A. и др. Вычислительные методы для инженеров. М.: Высшая школа, 1994. -544 с.

10. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. - 624 с.

11. Бейкер Дж., Грейвс-Моррис П. Аппроксимации Паде. Пер. с англ. М.: Мир, 1986.-502 с.

12. Березин И.С. и Н.П. Жидков. Методы вычислений, Т. 1. М.: Наука, 1966.-632 с.

13. З.Благовещенский Ю.В., Теслер Г.С. Вычисление элементарных функций на ЭВМ. Киев: Техшка, 1977. - 200 с.

14. Боднарчук ПЛ., Скоробогатько В.Я. Плляст1 ланцугов! дроби maix за-стосування. Киев: Наукова думка, 1974. - 272 с.

15. Боднарчук П.И., Кучминская Х.И. Интерполяционная и функциональная формулы для функций многих переменных в виде ветвящихся цепных дробей. Матем. методы и физ.-механ. поля. Вып. 2. Киев: Наукова Думка. - С. 31-36.

16. Вержбицкий В.М. Основы численных методов. М.: Высшая школа, 2005.-840 с.

17. Воеводин В.В. Применение метода спуска для определения всех корней алгебраического многочлена. -ЖВМ и МФ, 1961, 1, № 2. С. 187195.

18. Воеводин В.В. Численные методы алгебры. Теория и алгоритмы. М.: Наука, 1976.

19. Гавурин М.К. Применение полиномов наилучшего приближения к улучшению сходимости итеративных процессов. УМН, 1950, вып. 3. -С. 156-160.

20. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. -М.: Наука, 1970.-660 с.

21. Джон Г. Метьюз, Куртис Д. Финк. Численные методы. Использование Matlab. 3-е издание. Перевод с английского. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 720 с.

22. Джоунс, В. Трон. Непрерывные дроби. Аналитическая теория и приложения. Пер. с англ.-М.: Мир, 1985.-414 с.

23. Доморяд П.А. Численные и графические методы решения уравнений. -В кн.: Энциклопедия элементарной математики. М.: Л.: Гостехиздат, 1951. Т.2. - С. 313-417.

24. Дьяконов В.П. Энциклопедия Mathcad 2001 i и Mathcad 11. — М.: Солон-Пресс, 2004. 832 с.

25. Иванов В.В. Методы вычислений на ЭВМ. Киев: Наукова думка, 1986.-584 с.

26. Ильин В.П., Кузнецов Ю.И. Трехдиагональные матрицы и их приложения. М.: Наука, 1985.-208 с.

27. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. - 512 с.

28. Канторович JI.B. Некоторые дальнейшие применения метода Ньютона для функциональных уравнений // Вестник ЛГУ, сер. матем., механики и астрофизики, вып. 2, № 7. Ленинград, 1957. - С. 1237-1240.

29. Канторович Л.В. О методе Ныотона для функциональных уравнений. -ДАН СССР, нов.сер., 1948, 59, №7.-С. 1237-1240.

30. Канторович Л.В. Функциональный анализ и прикладная математика // Вестник ЛГУ, 1948, № 6. С. 13-18.

31. Канторович Л.В., Г.П. Акилов. Функциональный анализ. М.: Наука, 1977.-764 с.

32. Корнеев П.К. Вычисление определителей почти треугольных матриц при помощи цепных дробей // Вестник Ставропольского государственного университета. Ставрополь: изд-во СГУ, № 43, 2005. - С. 63-65.

33. Корнеев П.К. Вычисления значений функции при помощи цепной дроби. Отчет о НИР по х/т№80, ВИТИ, № гос. per. 80012610, 1980.

34. Корнеев П.К. О решении систем линейных уравнений с трехдиаго-нальной матрицей // Вестник Ставропольского государственного университета. Ставрополь: Изд-во СГУ, 2004, № 38. - С. 69-72.

35. Корнеев П.К. Об одном подходе к интерполированию функций двух переменных // Вестник СГУ. Ставрополь: Изд-во СГУ, 1997. - С. 3740.

36. Корнеев П.К. Построение итерационных процессов высших порядков для вычисления значений функций при помощи аппроксимаций Падэ // Вестник СГУ. Ставрополь: Изд-во СГУ, №7, 1996. - С. 43-46.

37. Корнеев П.К. Построение итерационных процессов высших порядков при помощи цепных дробей // Вычислительная математика и математическая физика, выпуск2.-М., 1982.-С. 121-127.

38. Корнеев П.К. Построение итерационных процессов для вычисления значений при помощи аппроксимации Падэ // Проблемы естественных наук: Материалы научной конференции «Университетская наука региону». - Ставрополь: Изд-во СГУ, 1996. - С. 83-84.

39. Корнеев П.К. Построение итерационных процессов для вычисления значений функций при помощи цепных дробей // Вестник СГУ. Ставрополь: Изд-во СГУ, № 2, 1995. - С. 95-98.

40. Корнеев П.К. Приближение функций многих переменных цепными дробями // Цепные дроби. Ставрополь: СГПИ, 1977. - С. 122-126.

41. Корнеев П.К. Приближения Паде для тригонометрического ряда Фурье и ряда, сопряженного с ним // Цепные дроби и их применение. -Киев: Ин-т математики АН УССР, 1976. С. 66-67.

42. Корнеев П.К. Рациональные приближения функций // Вычислительная математика и математическая физика, вып. И. Москва, 1975. - С. 222231.

43. Корнеев П.К., Брановский Ю.С., Макоха А.Н. Более общие формулы интерполяции цепными дробями. Часть отчета о НИР по х/д №45, ВНТИ, № гос. per. 78007356, 1978 г.

44. Корнеев П.К., Брановский Ю.С., Макоха А.Н. Интерполирование функций многих переменных ветвящимися цепными дробями. Часть отчета о НИР по х/д №45, ВНТИ, № гос. per. 78007356, 1978 г.

45. Корнеев П.К., Брановский Ю.С., Макоха Л.Н. Интерполяция кратными дробями. Часть отчета о НИР по х/д №45, ВНТИ, № гос. per. 78007356, 1978 г.

46. Корнеев П.К., Брановский Ю.С., Макоха А.Н. Приближение и интерполирование функций многих переменных цепными дробями. Отчет о НИР по х/т №45, ВНТИ, № гос. per. 78007356, 1978 г.

47. Крылов В.И и др. Вычислительные методы. Том 1. М.: Наука, 1985. -304 с.

48. Кучминская Х.И. О приближении функций цепными дробями и ветвящимися цепными дробями // Матем. методы и физ.-механ. поля. Вып. 12. Киев: Наукова Думка, 1980. - С. 3-10.

49. Кучминская Х.И. Об интерполяционной формуле для функции двух переменных // Цепные дроби и их применение. Киев: Изд. Ин-та матем. АН УССР, 1976. - С. 26-29.

50. Кучминская Х.И. Приближение функций двух переменных ветвящимися цепными дробями с полиномиальными компонентами. Матем. сб. Киев: Наукова Думка, 1976. - С. 31 -34.

51. Кучминская Х.И. Приближение функций многих переменных ветвящимися цепными дробями // Цепные дроби и их применение. Киев: Ин-т математики АН УССР, 1976. - С. 69-70.

52. Кучминская Х.И., Боднар Д.И. Вычислительная устойчивость разложений функций многих переменных в ветвящиеся цепные дроби // Однородные цифровые вычислительные и интегрирующие структуры. Вып. 8.-Таганрог, 1977.-С. 145-151.

53. Люк 10. Специальные математические функции и их аппроксимации. -М.: Мир, 1980. -608 с.

54. Люстерник Л.А. др. Математический анализ (Функции, пределы, ряды, цепные дроби). М.: Физматгиз, 1961.-440 с.

55. Люстерник Л.А. и др. Математический анализ. Вычисление элементарных функций. М.: Физматгиз, 1963. - 248 с.

56. Марков А.А. Избранные труды по теории непрерывных дробей и теории функций, наименее уклоняющихся от нуля. М-Л.: Гостехиздат, 1948.

57. Маркушевич А.И. Краткий курс теории аналитических функций. М.: Гостехиздат, 1961. - 336 с.

58. Маурер Г.В. Решение одного дифференциального уравнения Риккати с помощью цепных дробей // Цепные дроби и их применение. Киев: Ин-т математики АН УССР, 1976. - С. 76-77.

59. Микеладзе Ш.Е. Численные методы математического анализа. М.: ГИТТЛ, 1953.-528 с.

60. Недашковский Н.А. Оценка погрешности округления при вычислении ветвящейся цепной дроби // Цепные дроби и их применение. Киев: Ин-т математики АН УССР, 1976. - С. 32-34.

61. Островский A.M. Решение уравнений и систем уравнений. М.: Издательство иностранной литературы, 1963. -220 с.

62. Попов Б.А., Теслер Г.С. Приближение функций для технических приложений. Киев: Наукова думка, 1980. - 350 с.

63. Рыбаков J1.M. Метод последовательного вычисления всех действительных корней уравнения // Математическое просвещение, вып. 6. М.: Физматгиз, 1961. - С. 262-263.

64. Салехов Г.С. О сходимости метода касательных гипербол. Доклады АН СССР, 1952, 82, № 4. - С. 525-528.

65. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989. -432 с.

66. Скоробогатько В.Я. Теория ветвящихся цепных дробей и ее применение в вычислительной математике. -М.: Наука, 1983.-312 с.

67. Стилтьес Т.И. Исследования о непрерывных дробях. М.: ОНТИ, 1936. - 170 с.

68. Теслер Г.С. Модификация методов Чебышева и Доморяда построения итераций высших порядков // Алгоритмы и программы для вычисления функций на ЭЦВМ. Киев: Ин-т кибернетики, 1972, вып. 1. - С. 120126.

69. Трауб Дж. Итерационные методы решения уравнений. М.: Мир, 1985. -264 с.

70. Турчак Л.И., П.В. Плотников. Основы численных методов. М.: Физ-матлит, 2002. - 304 с.

71. Фильчаков П. Ф. Численные и графические методы прикладной математики. М.: Наука, 1970. - 798 с.

72. Хемминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1972. - 400 с.

73. Хинчин А.Я. Цепные дроби. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1961. - ' 115 с.

74. Хлопонин С.С. Интерполирование цепными дробями вида w и х + b-// Вычислительная математика и математическая физика,1. Я=| Спвып. II.-Москва, 1975.-С. 200-212.

75. Хлопонин С.С. Оценка погрешности функций цепными дробями // Математика и ее приложения, вып. I.-Ставрополь, 1973.-С. 183-187.

76. Хлопонин С.С. Преобразование отношения степенных рядов в правильную С-цепную дробь. Известия вузов. Математика, № 5 (156), Казань, 1975.-С. 78-86.

77. Хлопонин С.С. Преобразование отношения степенных рядов в присоединенную цепную дробь // Вычислительная математика и математическая физика, вып. II.-Москва, 1975.-С. 213-221.

78. Хлопонин С.С. Р-цепные дроби. Интерполирование цепными дробями. -Известия вузов. Математика,№ 1 (164), Казань, 1976.-С. 124-128.

79. Хлопонин С.С. Цепные дроби. Ставрополь, 1977. - 130 с.

80. Хлопонина Э.П. Решение одного дифференциального уравнения Риккати с помощью цепной дроби вида .Г——— // Математика и ее при/1-0 спложения, вып. I. Ставрополь, 1973.-С. 188-194.

81. Хованский А.Н. Приложение цепных дробей и их обобщений к вопросам приближенного анализа. М.: ГИТТЛ, 1956. - 204 с.

82. Чебышев П.Л. Полное собрание сочинений, Т. I V. - М-Л.: Изд. АН СССР, 1944-1951.

83. Шмойлов В.И. и др. Расходящиеся непрерывные дроби. Львов: Мер-катор, 2000. - 820 с.

84. Шмойлов В.И. Разложение cos х и sin х в цепнуб дробь // Цепные дроби и их применение. Киев: Ин-т математики АН УССР, 1976. - С. 101.

85. ЮКШмойлов В.И. Способ разложения степенного ряда в соответствующую цепную дробь // Цепные дроби и их применение. Киев: Ин-т математики АН УССР, 1976.-С. 100-101.

86. Эйлер Л. Введение в анализ бесконечно малых. M-JI.: ОНТИ, 1936.

87. ЮЗ.Эйткен А. О разложении многочленов на множители итерационными методами. УМН, т. 8, вып. 6, 1953.